KR102354057B1 - 플라즈마 이오나이저가 구비된 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 이중압출방식으로 제조되어 제1방향으로 연장된 조명프레임(101)을 포함한 조명장치(100)로서, 상기 조명프레임(101)은, 천정에 고정된 상태를 기준으로, 상기 천정과 대면하는 방향에 위치되는 상부프레임(110)으로서, 상기 제1방향을 기준으로 양측부에 각각 한 쌍의 측벽부(112)가 형성된, 상부프레임(110); 상기 상부프레임(110)의 하부에 형성되는 하부프레임(130)으로서, 상기 상부프레임(130)의 하부면을 감싸면서 상기 제1방향으로 형성된 중공(132)을 형성하되, 상기 중공(132) 중 상기 상부프레임(110)의 하부면에는 광원모듈(150)을 고정하는 한 쌍의 기판고정부(134)가 상기 제1방향을 따라 형성되고, 상기 광원모듈(150)은 상기 한 쌍의 기판고정부(134) 사이에 삽입고정되는, 하부프레임(130); 및 상기 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 양단부를 커버하는 한 쌍의 측면커버(170)로서, 외측을 향해 제균이온을 방출시키는 플라즈마 이오나이저(180)가 장착되며, 상기 플라즈마 이오나이저(180)와 대면하는 부위에는 소정의 개방홀(172)이 형성된, 한 쌍의 측면커버(170); 를 포함하고, 상기 하부프레임(130)의 외면에는 광촉매가 도포되어, 미리 설정된 온도범위에서 가시광에 반응하는 광촉매코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치를 제공한다.

Description

플라즈마 이오나이저가 구비된 조명장치{LED Lighting device with plasma ionizer}
본 발명은 플라즈마 이오나이저가 구비된 조명장치로서, 보다 상세하게는, 이중압출방식으로 형성된 조명프레임을 포함하며, 플라즈마 이오나이저가 구비됨으로써, 조명장치가 설치된 공간의 공기정화를 수행할 수 있는 조명장치에 관한 것이다.
오늘날 우리는 많은 자동차와 공장 등에서 배출되는 유기화합물을 포함한 미세먼지, 원인모를 바이러스의 출현 등으로 건강을 위협받는 환경에서 생활하고 있다. 최근 미국환경보호청(EPA)에 따르면, 실내의 공기오염도는 실외보다 보통 보통 2~5배 더 높다는 연구결과가 발표되었다.
실내 공기는 박테리아, 곰팡이, 집 먼지뿐만 아니라 실외에서 유입되는 초미세먼지, 인테리어에 사용된 휘발성 유기화합물질 등이 혼재되어 있는 상태이다.
최근까지 사용된 기술에 따르면, 조명에 있어서 형광램프 등에서는 광원에서 자외선이 방사되기에 광촉매 코팅을 하여 공기정화 효과를 얻을 수 있었다. 대표적인 종래기술로 한국공개특허 제10-2015-0014822호가 개시된다. 상기 종래기술은 "자외선 발광다이오드 및 필터를 구비하는 공기 정화 장치"로서, 특정 파장의 자외선 발광 및 광촉매를 이용하여 공기를 정화시키는 장치이다.
그러나, 이러한 광촉매만을 이용하여 실내 공기질 향상을 기대하는 것은 무리이며, 조명장치에 도포된 광촉매는 반영구적으로 사용되는 것이 아니라, 유동하는 공기와의 마찰 또는 마찰로 인한 화학반응에 의해 소진될 수 있음에도 불구하고, 현재 대부분의 조명들은 이를 영구적으로 사용하고 있는 바, 이를 주기적으로 재코팅해야할 필요성이 있다.
(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2015-0014822호
본 발명은 자외선이 아닌 가시광응답형의 광촉매가 도포되어 일반 가정이나 사무용 공간에서 널리 사용될 수 있고, 플라즈마 이오나이저를 통해 실내에 별도의 공기청정기를 구비하지 않고도 실내의 공기질을 향상시킬 수 있는 조명장치를 제안하고자 한다.
또한, 본 발명은 습기가 많은 공간에 조명장치가 사용될 경우, 습기에 의해 누전과 같은 전기사고가 발생되는 것을 방지하고자 조명장치 내부의 습기를 미연에 제거할 수 있는 조명장치를 제안하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 이중압출방식으로 제조되어 제1방향으로 연장된 조명프레임(101)을 포함한 조명장치(100)로서, 상기 조명프레임(101)은, 천정에 고정된 상태를 기준으로, 상기 천정과 대면하는 방향에 위치되는 상부프레임(110)으로서, 상기 제1방향을 기준으로 양측부에 각각 한 쌍의 측벽부(112)가 형성된, 상부프레임(110); 상기 상부프레임(110)의 하부에 형성되는 하부프레임(130)으로서, 상기 상부프레임(130)의 하부면을 감싸면서 상기 제1방향으로 형성된 중공(132)을 형성하되, 상기 중공(132) 중 상기 상부프레임(110)의 하부면에는 광원모듈(150)을 고정하는 한 쌍의 기판고정부(134)가 상기 제1방향을 따라 형성되고, 상기 광원모듈(150)은 상기 한 쌍의 기판고정부(134) 사이에 삽입고정되는, 하부프레임(130); 및 상기 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 양단부를 커버하는 한 쌍의 측면커버(170)로서, 외측을 향해 제균이온을 방출시키는 플라즈마 이오나이저(180)가 장착되며, 상기 플라즈마 이오나이저(180)와 대면하는 부위에는 소정의 개방홀(172)이 형성된, 한 쌍의 측면커버(170); 를 포함하고, 상기 하부프레임(130)의 외면에는 광촉매가 도포되어, 미리 설정된 온도범위에서 가시광에 반응하는 광촉매코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는, 조명장치를 제공한다.
또한, 상기 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)은, 상호 상이한 투명도를 갖도록 이중압출방식으로 제조되되, 상기 하부프레임(130)은 상기 상부프레임(110)보다 상대적으로 투명도가 더 높도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부프레임(130)은, 상기 플라즈마 이오나이저(180) 내측 방향에 팬유닛(182)이 장착되고, 상기 팬유닛(182)은 상기 제1방향 및 상기 제1방향의 반대방향으로의 양방향 공기유동을 발생시키도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 조명장치(100)는, 상기 플라즈마 이오나이저(180) 및 팬유닛(182)의 동작을 제어하는 제어부(190); 가 더 구비되며, 상기 상부프레임(112) 상부면에는, 상기 한 쌍의 측벽부(112) 사이에 미세먼지감지센서(191)가 구비되며, 상기 하부프레임(130) 내의 중공(132)에는, 습도센서(192)가 구비되고, 상기 제어부(190)는, 상기 미세먼지감지센서(191) 및 습도센서(192)로부터 각각 미세먼지농도정보 및 습도정보를 전송받고, 상기 미세먼지농도정보가 기설정된 값을 초과할 경우, 상기 팬유닛(182)을 각각 외측방향을 향해 공기가 유동되도록 동작시키며, 상기 습도정보가 기설정된 값을 초과할 경우, 상기 팬유닛(182)을 내측방향을 향해 공기가 유동되도록 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 측면커버(170)는, 상기 플라즈마 이오나이저(180)가 수용되는 안착부; 상기 플라즈마 이오나이저(180)의 외면을 감싸도록 형성된 지지부(173); 및 상기 지지부(173)와 대면하는 상기 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 외면을 감싸면서 고정하도록 소정의 길이만큼 연장된 외측벽(174);을 포함하고, 상기 외측벽(174)에는 만입홈(174a)이 형성되어 상기 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 단부가 상기 만입홈(174a)에 동시에 끼움결합될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명인 조명장치의 조명프레임은 이중압출방식으로 형성됨에 따라, 일체(one body)로 구성되는 바, 외부의 이물질 및 습기가 내부로 침투할 수 없는 구조이며, 이를 통해 작동의 안정성 및 전기적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은 양단부 측에 각각 플라즈마 이오나이저가 구비됨에 따라, 조명장치가 설치된 공간의 공기질을 향상시킬 수 있으며, 제어부는 조명장치가 사용되지 않는 야간에도 플라즈마 이오나이저만을 동작시킴으로써, 사용자는 별도의 공기정화기를 구비할 필요없이 조명장치만으로 모두 해결 가능한 바, 경제적인 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치의 전체사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치의 조명프레임의 제2방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치의 평면도이다.
도 5의 a는 본 발명의 일실시예 따른 조명장치의 측면도이며, 도 5의 b는 플라즈마 이오나이저가 측면커버에 장착된 상태에서의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치의 팬유닛이 상호 외측방향으로 공기를 유동시키는 과정을 도시하는 개략적인 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 조명장치의 팬유닛이 상호 내측방향으로 공기를 유동시키는 과정을 도시하는 개략적인 모식도이다.
이하, 도 1 내지 7을 참조하여 본 발명인 조명장치의 일 실시예에 대해 설명한다.
여기서 '제1방향'은 본 발명에 따른 조명프레임(101)의 연장 방향을 의미하고, 조명프레임(101)은 상부프레임(110), 하부프레임(130) 및 광원모듈(150)을 포함하는 바, 상기 구성들 역시 제1방향으로 연장된 구조이다.
이하에서, 설명의 편의를 위해, 상부, 상측, 하부, 하측이라는 용어는 조명프레임(101)이 천장에 고정된 상태를 기준으로 방향 및 위치를 설명한다.
본 발명에 따른 조명장치(100)는 조명프레임(101) 및 광원모듈(150)을 포함하며, 광원모듈(150)은 외부의 전원(미도시)과 연결되며, 이를 위해 광원모듈(150)의 일측에는 전원공급선(미도시)이 연결된다. 여기서 광원모듈(150)은 발광다이오드(Light-Emitting Diode, LED) 소자(152) 및 PCB를 포함하며, 하방을 향해 발광하도록 배치된다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 조명프레임(101)은, 상부프레임(110), 하부프레임(130), 측면커버(170)를 포함한다. 상부프레임(110)은 천정과 대면하는 방향에 위치하며, 상부프레임(110) 외면 중 상부면에는 한 쌍의 측벽부(112)가 형성된다. 한 쌍의 측벽부(112) 각각은 제1방향으로 연장 형성되되, 소정의 간격을 두고 이격 형성된다.
한 쌍의 측벽부(112) 각각에는 내측 방향으로 걸림후크(112a)가 형성되며, 걸림후크(112a) 역시 제1방향으로 연속하여 연장 형성된다. 걸림후크(112)에는 천장고정부재(102)가 결합되며, 내측방향으로 돌출된 걸림후크(112)의 단부에 걸리게 되어 천장으로부터 조명프레임(101)이 하방으로 이탈되는 것을 막아준다. 이 때, 천장고정부재(102)는 한 쌍의 측벽부(112)를 따라, 제1방향 또는 제1방향의 반대방향으로 슬라이드 가능하도록 구성된다. 다만, 조명프레임(101)의 양단부에는 각각 측면커버(170)가 결합되며, 측면커버(170)는 천장고정부재(102)가 측벽부(112)로부터 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼 기능을 수행한다.
이와 같이, 천장고정부재(102)가 슬라이드식으로 장착됨으로써, 사용자는 측면커버(170)를 탈거한 후, 용이하게 조명프레임(101)를 천정으로부터 분리할 수 있다.
상부프레임(110)의 하측 방향에는 하부프레임(130)이 형성된다. 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)은 이중압출방식으로 제조되는 바, 하나의 몸체로 형성된다. 이와 같이, 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)은 상호 별도의 결합이 필요하지 않고, 외부의 습기, 먼지 등이 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)이 형성한 공간 내부로 침투하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 이중압출방식으로 제조됨으로써, 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 투명도를 상이하게 설정할 수 있으며, 하부프레임(130)은 광원모듈(150)에서 발산되는 빛이 통과되어야 하는 바, 하부프레임(130)은 상부프레임(110)보다 상대적으로 투명도가 더 높도록 형성된다.
하부프레임(130)은 상부프레임(130)의 하부면을 감싸면서 제1방향으로 중공(132)을 형성한다. 중공(132) 중 상부프레임(110)의 하부면에는 광원모듈(150)을 고정하는 기판고정부(134)가 형성된다. 기판고정부(132)는 소정의 틈을 형성하면서 'ㄴ'자 형상으로 상부프레임(110)의 하부면에 상호 마주보는 방향으로 형성된다. 광원모듈(150)은 얇은 플레이트 형상인 기판이며, 기판고정부(132) 사이에 끼워져 고정된다. 기판고정부(132)는 중공(132)의 하부에 위치하는 것이 아니라, 상부에 위치하는 바, 습기나 먼지가 쌓여서 회로의 오작동을 발생시키는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 하부프레임(130)의 외면에는 광촉매가 도포되어, 미리 설정된 온도범위에서 가시광에 반응하는 광촉매코팅층이 형성된다.
측면커버(170)는 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 양단부를 커버하도록 형성되며, 측면커버(170) 중 어느 하나는 제1방향으로 장착되고, 나머지 하나는 제1방향의 반대방향으로 장착된다. 측면커버(170)에는 플라즈마 이오나이저(180)가 안착되며, 플라즈마 이오나이저(180)를 통해 제균이온이 실내공간으로 발산되도록 플라즈마 이오나이저(180)의 이온출력부(미도시) 측에도 개방홀이 형성되고, 이온출력부와 대면하는 측면커버(170)의 부위에도 개방홀(172)이 형성된다. 이에 따라, 플라즈마 이오나이저(180)로부터 제균이온이 개방홀(172)를 통해 외측으로 발산될 수 있다.
측면커버(170)의 구조는 도 5에 상세히 도시된다. 측면커버(170)는, 플라즈마 이오나이저(180)가 수용되는 안착부, 플라즈마 이오나이저(180)의 외면인, 안착부를 감싸도록 형성된 지지부(173) 및 지지부(173)와 대면하는 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 외면을 감싸면서 고정하도록 소정의 길이만큼 연장된 외측벽(174)을 포함한다. 외측벽(174)에는 슬릿 형상의 만입홈(174a)이 형성되어 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 단부가 만입홈(174a)에 동시에 끼움결합된다. 이와 같이, 만입홈(174a)에 상부프레임(110)의 측단부 및 하부프레임(130)의 측단부가 끼워짐에 따라, 외부의 이물질이 하부프레임(130)의 중공(132) 내로 침투하는 것을 방지할 수 있는 바, 이러한 구조는 중공(132)의 밀폐를 위함이다.
플라즈마 이오나이저(180)는 측면커버(170) 내측에 장착된다. 플라즈마 이오나이저(180)를 이용하여 공기청정을 시키는 원리는 하데스 매커니즘(Hades Mechanism)을 따른다. 전극에서의 방전으로 플라즈마 방전계가 형성되면 전극표면의 물분자들은 '활성수소이온' 및 '산소이온'으로 나누어지고, 이 두가지 이온은 공기중에서 반응하여 OH 라디칼 및 OOH 라디칼을 형성하여 공기 중의 오염물질(예로, 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등)을 제거한다. 본 발명인 조명장치(100)에 적용되는 플라즈마 이오나이저(180)는 두 개의 이온발생부를 구비하며, 이온발생부는 제어부(190)에 의해 동작이 조절된다. 예를 들어, 광원유닛(150)이 동작하지 않는 취침시간(사용자에 의해 설정가능함)에도 플라즈마 이오나이저(180)는 계속 동작하여 대상공간의 공기정화기능을 지속적으로 수행하도록 구성될 수 있다.
하부프레임(130)의 중공(132)에는 플라즈마 이오나이저(180) 내측 방향에 팬유닛(182)이 장착되고, 팬유닛(182)은 제1방향 및 제1방향의 반대방향으로의 양방향 공기유동을 발생시키도록 형성된다. 본 발명에 따른 플라즈마 이오나이저(180)은 조명프레임(101)의 양단부에 각각 위치하는 바, 팬유닛(182) 역시 한 쌍으로 구비된다. 팬유닛(182)의 작동 여부, 작동 방향 및 작동 출력은 제어부(190)에 의해 동작이 조절된다.
도 6 및 7을 참조하여 제어부(190)에 의한 구성요소들의 제어를 설명한다.
본 발명에 따른 제어부(190)는 미세먼지감지센서(191) 및 습도센서(192)로부터 정보를 전달받도록 구성된다. 여기서 미세먼지감지센서(191)는 조명장치(100) 외부인 실내공간의 미세먼지농도를 감지하는 것이며, 습도센서(192)는 조명장치(100)의 조명프레임(101) 내부의 습도를 감지하는 것이다. 식당, 욕실 등은 습도가 높은 장소인 바, 조명장치(100) 내부로 습기가 침투하고, 이러한 습기에 의해 전기사고가 다수 발생되는 바, 이를 미연에 방지하기 위해, 조명장치(100) 내부의 습도를 센싱한다. 습도센서(192)에 의해 감지된 습도가 기설정된 값을 초과하는 경우, 화재와 같은 전기사고로 이어질 수 있는 바, 제어부(190)는 팬유닛(182)을 내측 방향으로 동작시킴으로써, 조명장치(100) 내부를 건조시킨다. 물론, 광원유닛(150)이 동작하는 과정에서는 소정의 발열이 발생되는 바, 이러한 발열 및 송풍을 통해 효과적으로 건조시킬 수 있다. 또한, 제어부(190)는 온도센서(193)를 더 구비할 수 있으며, 온도센서(193)는 광원유닛(150)의 온도를 센싱하도록 구성된다. 광원유닛(150)의 온도가 미리 설정된 값을 초과할 경우(비정상적으로 상승하는 경우를 포함), 제어부(190)는 팬유닛(182)을 쿨러로 사용함으로써, 안전사고를 예방할 수 있다.
전술한 바와 같이, 미세먼지감지센서(191)는 조명장치(100) 외부의 미세먼지농도를 감지한다. 미세먼지농도가 높은 경우, 제어부(190)는 플라즈마 이오나이저(180)의 출력을 증가시킴과 동시에, 팬유닛(182)을 각각 외측방향으로 동작시킴으로써, 플라즈마 이오나이저(180)로부터 제균이온 등이 더욱 멀리, 빠르게 분사되도록 한다.
이를 위해, 팬유닛(182)은 양방향 송풍이 가능하도록 형성되며, 제어부(190)는 팬유닛(182)의 블로잉 방향을 상황에 따라 적절하게 조절하도록 구성된다.
본 명세서에서는 조명장치에 사용되는 안정기, 전원부 등에 대한 설명을 생략하였으나, 이는 본 발명에 따른 조명장치가 안정기 및 전원부를 배제함을 의미하는 것은 아니다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 조명장치
101: 조명프레임
110: 상부프레임
112: 측벽부
130: 하부프레임
132: 중공
134: 기판고정부
150: 광원모듈
170: 측면커버
180: 플라즈마 이오나이저
182: 팬유닛
190: 제어부
191: 미세먼지감지센서
192: 습도센서

Claims (5)

  1. 이중압출방식으로 제조되어 제1방향으로 연장된 조명프레임(101)을 포함한 조명장치(100)로서,
    상기 조명프레임(101)은,
    천정에 고정된 상태를 기준으로, 상기 천정과 대면하는 방향에 위치되는 상부프레임(110)으로서, 상기 제1방향을 기준으로 양측부에 각각 한 쌍의 측벽부(112)가 형성된, 상부프레임(110);
    상기 상부프레임(110)의 하부에 형성되는 하부프레임(130)으로서, 상기 상부프레임(110)의 하부면을 감싸면서 상기 제1방향으로 형성된 중공(132)을 형성하되, 상기 중공(132) 중 상기 상부프레임(110)의 하부면에는 광원모듈(150)을 고정하는 한 쌍의 기판고정부(134)가 상기 제1방향을 따라 형성되고, 상기 광원모듈(150)은 상기 한 쌍의 기판고정부(134) 사이에 삽입고정되는, 하부프레임(130); 및
    상기 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 양단부를 커버하는 한 쌍의 측면커버(170)로서, 외측을 향해 제균이온을 방출시키는 플라즈마 이오나이저(180)가 장착되며, 상기 플라즈마 이오나이저(180)와 대면하는 부위에는 소정의 개방홀(172)이 형성된, 한 쌍의 측면커버(170); 를 포함하고,
    상기 하부프레임(130)의 외면에는 광촉매가 도포되어, 미리 설정된 온도범위에서 가시광에 반응하는 광촉매코팅층이 형성되며,
    상기 하부프레임(130)은,
    상기 플라즈마 이오나이저(180) 내측 방향에 팬유닛(182)이 장착되고, 상기 팬유닛(182)은 상기 제1방향 및 상기 제1방향의 반대방향으로의 양방향 공기유동을 발생시키도록 형성되며,
    상기 조명장치(100)는,
    상기 플라즈마 이오나이저(180) 및 팬유닛(182)의 동작을 제어하는 제어부(190); 가 더 구비되며,
    상기 상부프레임(110) 상부면에는, 상기 한 쌍의 측벽부(112) 사이에 미세먼지감지센서(191)가 구비되며,
    상기 하부프레임(130) 내의 중공(132)에는, 습도센서(192)가 구비되고,
    상기 제어부(190)는,
    상기 미세먼지감지센서(191) 및 습도센서(192)로부터 각각 미세먼지농도정보 및 습도정보를 전송받고,
    상기 미세먼지농도정보가 기설정된 값을 초과할 경우,
    상기 팬유닛(182)을 각각 외측방향을 향해 공기가 유동되도록 동작시키며,
    상기 습도정보가 기설정된 값을 초과할 경우,
    상기 팬유닛(182)을 내측방향을 향해 공기가 유동되도록 동작시키는,
    조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)은,
    상호 상이한 투명도를 갖도록 이중압출방식으로 제조되되, 상기 하부프레임(130)은 상기 상부프레임(110)보다 상대적으로 투명도가 더 높도록 형성된 것을 특징으로 하는,
    조명장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 측면커버(170)는,
    상기 플라즈마 이오나이저(180)가 수용되는 안착부;
    상기 플라즈마 이오나이저(180)의 외면을 감싸도록 형성된 지지부(173); 및
    상기 지지부(173)와 대면하는 상기 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 외면을 감싸면서 고정하도록 소정의 길이만큼 연장된 외측벽(174);을 포함하고,
    상기 외측벽(174)에는 만입홈(174a)이 형성되어 상기 상부프레임(110) 및 하부프레임(130)의 단부가 상기 만입홈(174a)에 동시에 끼움결합되는 것을 특징으로 하는,
    조명장치.
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