KR200468147Y1 - 방열효율이 우수한 엘이디 조명등 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엘이디에서 발생 되는 열을 효과적으로 외부로 전달하여 방열효율을 높이고 조명등 전면 내부로의 열 발산이 억제되는 엘이디 조명등에 관한 것이다.
본 고안에 따른 엘이디 조명등은 엘이디 빛이 투과되는 투명창을 구비하는 전면커버와, 금속베이스층, 상기 금속베이스층에 적층되는 카본층, 상기 카본층에 적층되는 절연층의 표면에 도전성 패턴이 형성되어 엘이디가 실장되는 엘이디 기판과, 상기 전면커버와 결합되어 형성되는 내부공간에 상기 엘이디 기판을 수납하되, 수납된 상기 엘이디 기판의 금속베이스층과 면접촉하여 결합되는 몸체 프레임을 구비한다.

Description

방열효율이 우수한 엘이디 조명등{LED Light for improving heat radiation efficiency}

본 고안은 엘이디를 이용한 조명등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디에서 발생 되는 열을 효과적으로 외부로 전달하여 방열효율을 높이고 조명등 전면 내부로의 열 발산이 억제되는 엘이디 조명등에 관한 것이다.

최근 엘이디를 광원으로 사용한 조명등이 널리 사용되고 있는데, 엘이디는 다양한 색 연출, 긴 수명 및 저전력 소모라는 장점이 있는 반면에, 온도에 매우 취약하여 고온에서 열화되면 수명이 단축됨은 물론 에너지 효율이 저하되거나 심할 경우 엘이디가 파손되는 단점이 있다.

따라서, 엘이디 조명등에는 반드시 엘이디에서 발생되는 열을 발산하기 위한 방열수단이 마련되는데, 대표적인 방열수단으로는 조명등의 몸체 프레임에 금속재질의 방열핀을 형성하여 공기에 의해 엘이디의 열을 발산하는 구조이다.

대한민국 특허공개 제2012-0095000호(발명의 명칭: 방열효율이 개선된 엘이디 조명기구용 방열체)에는 엘이디 조명등의 방열핀 구조가 개시되어 있는데, 상기 발명에는 조명등 본체로부터 돌출되어 직사각형 단면 형태인 다수개의 방열핀이 마련되어 있다.

하지만 상기 조명등은 엘이디에서 발생된 열이 기판과 금속 몸체 프레임로 효과적으로 전달되지 않아 방열핀을 통한 방열에 한계가 있고, 이에 따라 엘이디 빛이 조사되는 전면방향으로 높은 열이 발산되는 문제가 있어 장시간 구동할 경우 엘이디가 온도에 의해 열화되는 문제가 있다.

1.대한민국 공개특허공보 제2012-0095000호(발명의 명칭: 방열효율이 개선된 엘이디 조명기구용 방열체)

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 엘이디에서 발생 되는 열을 효과적으로 외부로 전달하여 방열효율을 높이고 조명등전면 내부로의 열 발산이 억제되는 엘이디 조명등을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 엘이디 빛이 투과되는 투명창을 구비하는 전면커버, 금속베이스층, 상기 금속베이스층에 적층되는 카본층, 상기 카본층에 적층되는 절연층의 표면에 도전성 패턴이 형성되어 엘이디가 실장되는 엘이디 기판, 및 상기 전면커버와 결합되어 형성되는 내부공간에 상기 엘이디 기판을 수납하되, 수납된 상기 엘이디 기판의 금속베이스층과 면접촉하여 결합되는 몸체 프레임을 구비하는 엘이디 조명등을 제공한다.

또한 본 고안에 따르면, 엘이디 기판을 관통하여 열배출홀이 형성되는 엘이디 조명등을 제공한다.

또한 본 고안에 따르면, 개구를 형성하는 테두리가 구비되어 상기 전면커버와 몸체 프레임 사이에 개재하여 결합되되, 전면커버와 몸체 프레임의 가장자리로부터 내측으로 요입되어 상기 테두리가 결합되는 중앙 프레임을 더 구비하는 엘이디 조명등을 제공한다.

또한 본 고안에 따르면, 상기 몸체 프레임의 후면 상부 및 하부에 길이방향으로 다수의 방열핀을 구비하여, 상부 방열핀과 하부 방열핀 사이에 수평방향 공기관통로가 형성되는 엘이디 조명등을 제공한다.

또한 본 고안에 따르면, 상기 방열핀은 길이방향으로 수평방향 공기관통로와 제1각도로 경사진 방열핀, 수평방향 공기관통로와 수직인 방열핀, 수평방향 공기관통로와 제2각도로 경사진 방열핀이 구비되어 수평방향 공기관통로를 기준으로 상하로 대칭되게 형성되는 엘이디 조명등을 제공한다.

또한 본 고안에 따르면, 상기 방열핀의 표면에 난류 발생홀이 형성되는 엘이디 조명등을 제공한다.

또한 본 고안에 따르면, 상기 방열핀은 몸체 프레임의 후면으로부터 탈착이 가능한 엘이디 조명등을 제공한다.

본 고안에 따르면 엘이디에서 발생된 열이 열전도가 우수한 기판과 몸체 프레임에 의해 효과적으로 외부로 방열될 수 있고, 조명등 전면 커버 내부로 과도한 열 발산을 방지할 수 있어 열화에 의한 엘이디 수명 저하와 파손을 방지할 수 있다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 엘이디 조명등을 정면에서 도시한 사시도.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 엘이디 조명등을 배면에서 도시한 사시도.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 엘이디 조명등의 분해 사시도.
도 4는 본 고안에 따른 엘이디 기판에서의 열 흐름을 도시한 도면.
도 5는 본 고안에 따른 방열핀의 사시도.
도 6은 본 고안에 따른 엘이디 조명등의 배면에서의 공기 흐름을 도시한 도면.

이하, 본 고안의 실시예에 따른 방열효율이 우수한 엘이디 조명등을 첨부된 도면과 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1,2는 각각 본 고안의 실시예에 따른 엘이디 조명등을 정면과 배면에서 도시한 사시도이고, 도 3은 이의 분해 사시도이다.

본 고안에 따른 엘이디 조명등(100)은 엘이디 빛이 투과되는 투명창(11)을 구비하는 전면커버(10), 엘이디(25)가 실장된 엘이디기판(20), 전면커버(10)에 결합되는 중앙 프레임(30), 내부공간에 엘이디 기판(20)을 수납하여 중앙 프레임(30)을 개재하여 전면커버(10)에 결합되는 몸체프레임(40), 몸체프레임(40)의 후면에 구비되는 다수의 방열핀(50), 및 지면에 지지되는 받침프레임(60)을 구비한다.

전면커버(10)는 전면에 형성된 개구에 투명창(11)이 결합되는 금속 또는 수지재질의 프레임으로, 엘이디(25)의 빛을 출사하고 외부 충격으로부터 엘이디기판(20)을 보호한다.

도 4는 본 고안에 따른 엘이디 기판에서의 열 흐름을 도시한 도면으로서, 도4를 참조하면, 엘이디기판(20)은 금속베이스층(21), 카본층(22), 절연층(23)이 순차적으로 적층되어, 절연층(23)의 상부에 형성된 도전성 패턴(24)에 다수의 엘이디(25)가 연결된다. 금속베이스층(21)은 구리, 알루미늄 또는 이의 합금으로 이루어진 소정두께의 평판체로서, 열전도성 및 강도가 우수하여 효과적인 방열은 물론, 카본층(23)의 약한 강도를 보완할 수 있다. 그리고, 카본층(23)은 카본을 주성분으로 하는 카본시트로 구성될 수 있는데, 천연흑연을 산처리한 후 팽창시켜 압연가공으로 시트로 형성한 팽창카본 시트나 수지시트를 2000℃ 이상의 고온에서 탄화처리한 그라파이트시트 등을 사용할 수 있다. 카본층(23)은 우수한 열전도성과 중량이 가벼워 엘이디(25)에서 발생하는 열을 금속베이스층(21)의 전 표면을 통해 전달하여 방열시키고, 조명등의 중량을 저감시킬 수 있다. 절연층(24)은 전기절연성 수지에 동박이 부착된 접착시트가 사용될 수 있는데, 동박에 엘이디(25) 및 각종 전자부품(저항, 정전류IC)로 전원과 제어신호를 공급하도록 도전성패턴을 형성한다. 한편, 엘이디 기판(20)에는 엘이디(25)에서 발생되는 열을 효과적으로 방열하기 위해 다수의 열배출홀(26)이 형성된다. 따라서, 엘이디(25)에서 발생되는 열은 도 4에 도시된 바와 같이 열배출홀(26)을 매개로 절연층(23), 카본층(22), 금속베이스층(21)을 순차적으로 거쳐 몸체 프레임(40)으로 방열된다.

중앙 프레임(30)은 개구를 형성하도록 테두리가 구비되는 프레임으로서, 전면커버(10)와 몸체 프레임(40) 사이에 개재하여 결합되는데, 도 4에 도시된 바와 같이 전면커버(10)와 몸체 프레임(40)의 가장자리로부터 테두리가 내측으로 요입되어 결합된다. 따라서, 중앙 프레임(30)의 외측 가장자리에 공기순환로(C1)가 마련되어 공기순환에 의해 엘이디(25)의 열이 방열된다.

몸체프레임(40)은 소정두께의 금속판재(41)와 금속판재(41)의 가장자리로부터 전면으로 연장되는 가장자리(42)를 구비한다. 몸체프레임(40)의 가장자리(42)가 중앙 프레임(30)을 개재하여 전면커버(10)에 결합되어 형성되는 내부공간에 엘이디기판(20)이 수납된다. 그리고 엘이디기판(20)의 저면인 금속베이스층(21)이 금속판재(41)의 전면에 면접촉하여 볼트 등의 체결수단을 이용하여 결합됨에 따라, 엘이디(25)에서 발생되어 금속베이스층(21)으로 전도된 열이 금속판재(41)의 전면을 통해 방열된다. 이와 같이 금속베이스층(21)으로 전달된 열을 효과적으로 방열시키기 위해 금속판재(41)의 후면에는 다수의 방열핀(50)이 구비된다.

도 5는 본 고안에 따른 방열핀의 사시도로서, 도 5를 참조하면, 방열핀(50)은 일측단에 절곡부(51)가 구비되고 표면에는 난류발생홀(52a)이 형성되는 방열부(52)가 구비되는 판재이다. 방열핀(50)의 절곡부(51)에 피스가 체결되는 체결홀(51a)이 구비되어 금속판재(41)의 후면에 탈착이 가능하게 결합된다. 본 고안에 따르면 방열핀(50)은 금속판재(41)의 후면 상부 및 하부에 다수개가 구비되어 상부와 하부의 방열핀(50) 사이에 수평방향 공기관통로(L1)가 형성된다.

그리고, 금속판재(41)의 후면의 길이방향으로 제1각도로 경사진 방열핀(50A), 수평방향 공기관통로와 수직인 방열핀(50B), 수평방향 공기관통로(L1)와 제2각도로 경사진 방열핀(50C)이 구비되어 수평방향 공기관통로(L1)를 기준으로 상하로 대칭되게 형성된다. 따라서, 길이방향으로 배열된 방열핀(50) 사이에 수직방향 공기관통로(L2)가 형성되는데, 수직방향 공기관통로(L2)는 곡선으로 이루어져 공기와 방열핀(50)과의 접촉면적이 증가할 뿐만 아니라, 수평방향 공기관통로(L1)와 다수구간에서 교차 되어 다수방향으로 공기가 유입 및 혼합됨에 따라 효과적인 방열이 이루어진다. 또한, 수평방향으로는 방열핀(50)의 난류 발생홀(52a)에 난류가 발생하여 수직 및 수평방향 공기관통로(L1,L2)를 통해 공기 교환이 이루어져 보다 효율적인 방열이 이루어진다. 이와 같은 공기 흐름이 도 6에 도시되어 있다.

본 고안에 따르면 엘이디에서 발생된 열은 엘이디기판(20)으로 효율적으로 전도되고, 전도된 열은 중앙프레임(30), 몸체프레임(40)및 방열핀(50)을 통해 상술한 바와 같이 효과적으로 방열될 수 있어 조명등 전면 커버 내부로 과도한 열 발산을 차단할 수 있어 열화에 의한 엘이디 수명 저하와 파손을 방지할 수 있다.

10 : 전면커버 11 : 투명창 20 : 엘이디기판
21 : 금속베이스층 22 : 카본층 23 : 절연층
24 : 도전성 패턴 25 : 엘이디 26 : 열배출홀
30 : 중앙프레임 40 : 몸체프레임 41 : 금속판재
42 : 가장자리 50 : 방열핀 51 : 절곡부
51a: 체결홀 52 : 방열부 52a: 난류발생홀
60 : 받침프레임 C₁ : 공기순환로
L₁ : 수평방향 공기관통로 L₂ : 수직방향 공기관통로

Claims (7)

1. 엘이디 빛이 투과되는 투명창을 구비하는 전면커버;
   금속베이스층, 상기 금속베이스층에 적층되는 카본층, 상기 카본층에 적층되는 절연층의 표면에 도전성 패턴이 형성되어 엘이디가 실장되며 관통하여 열배출홀이 형성되는 엘이디 기판;
   상기 전면커버와 결합되어 형성되는 내부공간에 상기 엘이디 기판을 수납하되, 수납된 상기 엘이디 기판의 금속베이스층과 면접촉하여 결합되는 몸체 프레임;
   개구를 형성하는 테두리가 구비되어 상기 전면커버와 몸체 프레임 사이에 개재하여 결합되되, 전면커버와 몸체 프레임의 가장자리로부터 내측으로 요입되어 테두리가 결합되는 중앙 프레임; 및
   상기 몸체 프레임의 후면 상부 및 하부에 길이방향으로 다수개 구비되어 상부와 하부 사이에 수평방향 공기관통로를 형성하고, 표면에 난류 발생홀이 형성되며 길이방향으로 상기 수평방향 공기관통로와 제1각도와 제2각도로 경사지게 구비되어 상기 수평방향 공기관통로를 기준으로 상하로 대칭되게 형성되는 방열핀;을 구비하는 것을 특징으로 하는 방열효율이 우수한 엘이디 조명등.
2. 제1항에 있어서,
   상기 방열핀은 몸체 프레임의 후면으로부터 탈착이 가능한 것을 특징으로 하는 방열효율이 우수한 엘이디 조명등.
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