KR102058908B1

KR102058908B1 - 친환경 엘이디 양초

Info

Publication number: KR102058908B1
Application number: KR1020180047127A
Authority: KR
Inventors: 김경현
Original assignee: 김경현
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2019-12-24
Also published as: KR20190123430A

Abstract

본 발명의 실시 형태는 가연성 고체의 기둥체로 된 양초; 길이 방향을 따라서 양초의 중앙에 삽입되는 양초 심지; 양초 외벽에서 이격되어 위치하여, 상기 양초 심지에서 발생된 열을 전력으로 변환하는 열전소자; 상기 양초와 열전소자가 거치되는 양초 받침대; 상기 양초 받침대 내부에 마련되어, 복수개의 LED가 탑재된 LED 기판; 상기 양초 받침대의 외부면에 마련된 전원 스위치; 상기 전원 스위치가 온(ON) 되는 경우 상기 LED 기판에 배열된 LED를 발광하며, 상기 전원 스위치가 오프(OFF) 되는 경우 상기 LED 기판에 배열된 LED를 소등시키는 제어 기판; 및 상기 열전소자에서 변환되어 출력되는 전력을 상기 LED 기판과 제어 기판으로 제공하는 전력선 케이블;을 포함할 수 있다.

Description

친환경 엘이디 양초{Environment-friendly LED candle}

본 발명은 LED 양초에 관한 것으로서, 친환경 LED 양초에 관한 것이다.

일반적으로 양초는 파라핀 등으로 적당한 온도에서 녹는 가연성 고체를 원통형 등으로 성형하고 그 중심에 무명 등의 심지를 삽입한 등화용 연료에 해당하는 것이다.

이러한 양초는 심지에 불을 붙이면 양초가 녹아 모세관 현상에 의해 심지를 따라 올라가 심지의 끝 부근에서 기화함과 아울러 연소되어 탄소를 유리(遊離)하여 발광을 하게 되는 것이다.

그러나 양초는 산업이 발달함과 동시에 수많은 종류의 조명 및 전등기구의 발달로 인하여 침체의 국면을 맞고 있던 중 최근에는 각종 연회장이나 이벤트성 행사장에서 분위기를 연출하는데 일익을 담당하며 다양한 형상과 기능을 갖고 제품으로 출시되고 있다.

즉, 파라핀에 다양한 색상의 염료를 혼합하여서 만든 양초나 여러 형태의 모양으로 만든 양초, 또는 향이 발생되는 등의 기능성 양초가 제안되거나, 양초가 녹으면서 미리 셋팅된 문구가 표시되도록 하는 이벤트용 양초도 제안되고 있으나, 이러한 양초에 더하여 차별성을 부각할 수 있는 또 다른 형태의 기능성 양초가 요구되고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 한국공개특허 10-2011-0135651호에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 양초의 심지 일측에 광섬유를 매입하여 상단은 심지가 연소되면서 함께 소실되도록 하고 광섬유의 하단은 광섬유로부터 전송되는 빛을 수신하는 수광소자가 구비되고 수광소자에 전달되는 감지신호는 작동제어장치부로 인가되어 작동제어장치부에 의해 LED 발광부에서 발광되는 불빛이 오목 렌즈를 거쳐 확산되면서 양초 몸체를 통해 둘레방향으로 빛이 투과되도록 한 수단으로 양초의 불빛과 함께 양초 몸체의 둘레방향으로 발하는 빛이 함께 어우러져서 이벤트 등의 장식효과를 크게 증진시킬 수 있도록 한 LED를 이용한 양초를 제공하고 있다.

그러나 광섬유는 화학물질로 이루어져 있어 연소 시 화학물질을 배출하게 되어 환경을 오염시킬 수 있는 가능성이 있을 뿐만 아니라 밀폐된 공간에서 사용하게 되면 사용자가 그 화합물질을 흡입하게 될 가능성이 있고 흡입 시 사용자의 건강에 악영향을 끼칠 수 있는 문제점을 안고 있다. 또한 LED를 발광시키기 위하여 별도의 배터리를 필요로 하는 불편이 있다.

이에, 화학물질 배출없이 발광되며, 또한 배터리 없이 자체 전력으로 발광될 수 있는 친환경 LED 양초의 개발 필요성이 증대되고 있다.

한국공개특허 10-2011-0135651호

본 발명의 기술적 과제는 화학물질 배출없이 발광되며, 아울러 배터리 없이 자체 전력으로 발광될 수 있는 친환경 LED 양초를 제공하는데 있다.

상기 양초 받침대는, 상기 LED의 발광빛이 양초 받침대의 표면을 통해 투과될 수 있도록 하는 투명 재질로 마련될 수 있다.

상기 친환경 LED 양초는, 상기 양초 받침대의 표면에 마련되어, 상기 LED의 발광빛이 확산되도록 하는 확산렌즈;를 포함할 수 있다.

상기 열전소자는, 양초 외벽에서 이격되어 양초 외벽의 둘레와 동일한 곡률을 가지는 복수개의 바형태의 플레이트로 구현됨을 특징으로 할 수 있다.

상기 열전소자는, 상기 플레이트는 요철 형태를 가짐을 특징으로 할 수 있다.

상기 친환경 LED 양초는, 상기 양초 심지의 상측으로 이격되어 위치하도록 상기 열전소자에서 확장되어 결합되며, 양초 심지를 바라보는 면이 거울면으로 구현된 반사판;을 포함할 수 있다.

상기 반사판은, 오목렌즈 형태로 구현됨을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 심지에 불을 붙이게 되면 양초의 심지가 연소되면서 불빛을 발하고, 연소에 의한 연소열을 이용하여 전기를 생산하는 열전소자를 양초 주위에 구비하여 자체적으로 전기를 생산하고 생산된 전기를 양초 하부에 구비된 제어부에 전달하여 다양한 색상의 LED가 되도록 하여 광섬유의 연소에 의한 화학물질의 배출이 없게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 친환경 LED 양초는 광섬유를 연소시킴으로써 발생하는 화학물질의 배출이 없으므로 환경오염의 염려가 없고, 실내에서도 사용자가 화학물질을 흡입하지 않게 되므로 건강을 해칠 염려가 없다.

또한 본 발명에 따른 친환경 LED 양초는 다양한 음성 또는 음악 등을 직접 입력 가능하도록 하여 사용자에게 다양한 즐거움을 줄 수 있다.

도 1은 기존의 LED 양초 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 양초의 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 양초의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 요철 형태의 열전소자로 구현된 친환경 LED 양초의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사판이 구비된 친환경 LED 양초의 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 반사판 효과를 비교 도시한 그림.
도 7은 발명의 실시예에 따른 반사판이 오목렌즈 형태로 구현된 친환경 LED 양초의 단면도.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 양초의 구성 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 양초의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 요철 형태의 열전소자로 구현된 친환경 LED 양초의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사판이 구비된 친환경 LED 양초의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 반사판 효과를 비교 도시한 그림이며, 도 7은 발명의 실시예에 따른 반사판이 오목렌즈 형태로 구현된 친환경 LED 양초의 단면도이다.

본 발명의 친환경 LED 양초는, 도 1 내지 도 7을 참조하면, 양초(100), 양초 심지(110), 열전소자(200), 양초 받침대(600), LED 기판(300), 전원 스위치(610), 제어 기판(400), 및 전력선 케이블(500)을 포함할 수 있다. 이밖에 반사판(700)을 포함할 수 있다.

양초(100)는, 가연성 고체의 기둥체로서, 파라핀 등으로 적당한 온도에서 녹는 가연성 고체를 원통형 등으로 성형하되 그 형태는 원통형뿐만 아니라 사각기둥, 팔각기둥, 동물형상, 과일형상 등 다양하게 구비할 수 있는 것이므로 이에 한정되지 아니함은 물론이고 파라핀등에 다양한 색상의 염료를 혼합하여서 만든 것을 사용할 수 있다.

양초 심지(110)는, 길이 방향을 따라서 양초(100)의 중앙에 삽입되어 연소되는 재질이다. 양초 몸체의 중심에 무명 등으로 구비된 것을 사용하여 불을 붙이면 양초(100)가 녹아 모세관 현상에 의해 심지를 따라 올라가 심지의 끝 부근에서 기화함과 아울러 연소되어 열을 발생시킨다.

열전소자(200)는, 양초(100) 외벽에서 이격되어 위치하여, 양초 심지(110)에서 발생된 열을 전기에너지인 전력으로 변환한다. 열전소자(200)는, 양초(100) 외벽에서 이격되어 양초(100) 외벽의 둘레와 동일한 곡률을 가지는 복수개의 바형태의 플레이트로 구현될 수 있다.

참고로, 열전소자(200)(thermoelement)는 알려진 바와 같이 열과 전기의 상호작용을 하는 소자로서, 전류와 열의 상호교환이 일어나는 현상인 펠티에효과를 이용한 펠티에소자 등으로 구현될 수 있다.

따라서 양초(100) 주위로 막대 형상의 열전소자(200)를 복수개 또는 양초(100)의 형상에 따라 양초(100)를 둘러싸는 형태로 구비하고, 양초 심지(110)에 불을 붙였을 때 열전소자(200)의 내측과 외측의 온도차이로 인하여 전기를 생산할 수 있다.

양초 받침대(600)는, 양초(100)와 열전소자(200)가 거치되는 거치대로서, 양초 받침대(600)는, LED의 발광빛이 양초 받침대(600)의 표면을 통해 투과될 수 있도록 하는 투명 재질로 마련될 수 있다. 아울러, 친환경 LED 양초는, 양초 받침대(600)의 표면에 마련되어, 상기 LED의 발광빛이 확산되도록 하는 확산렌즈가 추가로 구비될 수 있다.

이러한 확산렌즈는, 오목렌즈, 볼록렌즈와 같은 굴곡렌즈로 구현되어, LED 불빛을 확산되게 하고 오목렌즈를 통과한 LED 빛은 양초(100)의 표면을 통해 확산되어 출력되게 된다.

LED 기판(300)은, 양초 받침대(600) 내부에 마련되어, 복수개의 LED가 탑재된 기판이다. 복수개의 LED는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 또한 빨,주,노,초,파,남,보와 같은 다양한 색상으로 발광될 수 있다.

전원 스위치(610)는, 양초 받침대(600)의 외부면에 마련된다. 전원 스위치(610)는, 토글 스위치, 버튼 스위치 등 다양한 형태의 스위치로서 구현될 수 있다.

제어 기판(400)은, 상기 양초 받침대(600) 내부에 마련되어, 전원 스위치(610)가 온(ON) 되는 경우 LED 기판(300)에 배열된 LED를 발광하며, 전원 스위치(610)가 오프(OFF) 되는 경우 LED 기판(300)에 배열된 LED를 소등시키는 제어를 수행한다.

제어 기판(400)은 MCU(Main Control Unit)과 같은 연산 수단을 구비하고 아울러, 저장체를 구비한다. 이러한 저장체는, 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.

상기와 같이 LED 발광 제어를 위하여 제어 기판(400)과 전원 기판은, 구동 전력을 제공받아야 하는데, 구동 전력은 열전소자(200)로부터 구동전력을 제공받는다.

이를 위해 열전소자(200)에서 변환되어 출력되는 전력을 LED 기판(300)과 제어 기판(400)으로 제공하는 전력선 케이블(500)이 구비된다. 즉, 열전소자(200)에서 변환되어 출력되는 전력을 LED 기판(300)으로 전달하는 전력선 제1케이블(610)과, 열전소자(200)에서 변환되어 출력되는 전력을 제어 기판(400)으로 전달하는 전력선 제2케이블(620)을 구비할 수 있다.

결국, 본 발명의 친환경 LED 양초의 작동을 살펴보면 양초(100)의 심지에 불을 붙이면 양초(100)의 불빛의 열이 열전소자(200)에 전달되고 그 열에 의해 열전소자(200)에서 전기가 생산되고 생산된 전기는 제어 기판(400)으로 전달된다. 전달받은 전기에 의해 제어 기판(400)은 LED를 발광패턴 또는 색상에 따라 발광시키게 된다.

한편, 열전소자(200)는, 양초 심지(110)에 불을 붙였을 때 열전소자(200)의 내측과 외측의 온도차이로 인하여 전기를 생산하게 되는데, 전기를 생산하는 발전 능력의 효율성을 향상시킬 필요가 있다.

이를 위해 본 발명은 다음과 같은 두 가지 방식을 제안한다.

하나는, 도 4에 도시한 바와 같이, 열전소자(200)를 형성하는 플레이트가 요철 형태를 가지도록 구현한다. 열전소자(200)가 요철면 형태로 굴곡진 형태를 가짐으로써, 일직선면으로 구현될 때보다 열을 받는 면적이 더 많아지기 때문에 전기 생산량이 더 많아질 수 있다.

한편, 전기를 생산하는 발전 능력의 효율성을 향상시키는 또 다른 방식은, 도 5에 도시한 바와 같이 양초 심지(110)의 상측으로 이격되어 위치하도록 열전소자(200)에서 확장되어 결합되며, 양초 심지(110)를 바라보는 면이 거울면으로 구현된 반사판(700)을 구비하는 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이 반사판(700)을 구비함으로써, 양초 심지(110)의 불타는 열기가 상측의 반사판(700)에서 반사되어, 다시 열전소자(200)로 도달된다. 따라서 도 6(a)에 도시한 바와 같이 반사판(700)이 없을 때 열전소자(200)는 수평의 직접열만 전달받음에 반하여, 반사판(700)을 구비할 시에는 도 6(b)에 도시한 바와 같이 수평의 직접열 이외에도 반사판(700)에 의한 반사열을 함께 제공받음으로써 전기 생산 능력이 향상될 수 있다.

나아가, 반사 효율을 높이기 위하여 반사판(700)은, 도 7에 도시한 바와 같이 오목렌즈 형태로 구현되도록 한다. 따라서 오목렌즈 형태의 반사판(700)이 열전소자(200)를 향해 열을 집광하여 전달함으로써, 열전소자(200)의 전기 생산 능력이 향상될 수 있다.

한편, 상기에서 설명한 내용이외에도 본 발명의 친환경 LED 양초는 다음과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있다.

필요에 따라 충전 건전지를 추가로 구성하여 열전소자(200)에 의해 생산된 전기로 충전건전지를 충전가능하게 구비하고 충전건전지의 에너지로부터 제어 기판(400) 및 LED 기판(300)을 작동되게 구성하여, 전원의 교체 없이 오랜시간 사용 가능하게 구성할 수 있다.

또한, 메모리를 구비한 데이터저장부, 데이터저장부에 LED의 발광패턴이나 발광색상 등과 같은 기능을 하는 연산 프로그램이 저장된 연산부와, 데이터 저장부에 저장된 데이터를 출력하는 출력부와, 데이터 저장부에 데이터를 입력하는 입력부를 구비하여 제어 기판(400)에서 빛 신호를 처리하여 실행하게 되고, 데이터 저장부에 데이터를 입력하는 입력부는 USB 단자로 구현될 수 있다.

또한, 제어 기판(400)은, 스피커를 통해 음성 및 음악과 같은 음향신호를 발생시킬 수 있는 연산 프로그램을 더 포함할 수 있다.

그리하여 데이터 입력부에서 필요에 따라 다양한 LED 발광패턴, 발광색상, 음성 및 음악과 같은 데이터가 입력되어 데이터 저장부에 저장되게 되고, 저장된 데이터에 따라 LED가 발광될 수 있고, 음성 또는 음악이 스피커를 통해 출력될 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:양초
110:양초 심지
200:열전소자
300:LED 기판
400:제어 기판
500:전력선 케이블

Claims

가연성 고체의 기둥체로 된 양초;
길이 방향을 따라서 상기 양초의 중앙에 삽입되는 양초 심지;
상기 양초 외벽에서 이격되어 위치하여, 상기 양초 심지에서 발생된 열을 전력으로 변환하는 열전소자;
상기 양초와 열전소자가 거치되는 양초 받침대;
상기 양초 받침대 내부에 마련되어, 복수개의 LED가 탑재된 LED 기판;
상기 양초 받침대의 외부면에 마련된 전원 스위치;
상기 전원 스위치가 온(ON) 되는 경우 상기 LED 기판에 배열된 LED를 발광하며, 상기 전원 스위치가 오프(OFF) 되는 경우 상기 LED 기판에 배열된 LED를 소등시키고, 메모리를 구비한 데이터저장부와, 상기 데이터저장부에 LED의 발광패턴이나 발광색상 기능을 하는 연산 프로그램이 저장된 연산부와, 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 출력하는 출력부와, 상기 데이터 저장부에 데이터를 입력하는 USB 단자로 구현되는 입력부를 구비하는 제어 기판; 및
상기 열전소자에서 변환되어 출력되는 전력을 상기 LED 기판과 제어 기판으로 제공하는 전력선 케이블;을 포함하며,
상기 열전소자는 양초 외벽에서 이격되어 양초 외벽의 둘레와 동일한 곡률을 가지는 복수개의 바형태의 플레이트로 구현되되, 전기 생산량을 향상하기 위하여 상기 플레이트는 요철 형태를 가지고,
상기 양초 심지의 상측으로 이격되어 위치하도록 상기 열전소자에서 확장되어 결합되며, 양초 심지를 바라보는 면이 거울면으로 구현된 반사판을 포함하되, 상기 반사판은, 오목렌즈를 포함하는 굴곡렌즈로 구현되어 전기를 생산하는 발전 능력의 효율성을 향상시키며,
상기 양초의 심지에 불을 붙이면 상기 양초의 불빛의 열이 상기 열전소자에 전달되고 상기 전달된 열에 의해 상기 열전소자에서 전기가 생산되고 생산된 전기는 상기 제어 기판으로 전달되며, 상기 제어 기판은 전달받은 전기에 의해 배열된 LED를 발광패턴 또는 색상에 따라 발광시키고,
상기 제어 기판은, 스피커를 통해 음성 및 음악을 포함하는 음향신호를 발생시킬 수 있는 연산 프로그램을 포함하여 상기 입력부에서 다양한 LED 발광패턴, 발광색상, 음성 및 음악을 포함하는 데이터가 입력되어 상기 데이터 저장부에 저장되게 되며, 상기 저장된 데이터에 따라 LED가 발광되며, 음성 또는 음악이 스피커를 통해 출력될 수 있도록 되고,
충전건전지를 추가로 구성하여 상기 열전소자에 의해 생산된 전기로 충전건전지를 충전가능하게 구비하고, 상기 충전건전지의 에너지로부터 상기 제어기판 및 LED 기판을 작동되게 구성하여, 전원의 교체 없이 사용 가능하게 구성됨을 특징으로 하는 친환경 LED 양초.
청구항 1에 있어서, 상기 양초 받침대는,
상기 LED의 발광빛이 양초 받침대의 표면을 통해 투과될 수 있도록 하는 투명 재질로 마련된 친환경 LED 양초.
청구항 2에 있어서, 상기 친환경 LED 양초는,
상기 양초 받침대의 표면에 마련되어, 상기 LED의 발광빛이 확산되도록 하는 확산렌즈;를 포함하는 친환경 LED 양초.
삭제
삭제
삭제
삭제