KR20090095903A - 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구 - Google Patents

소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구 Download PDF

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KR20090095903A
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Abstract

본 발명은 방열하우징 본체의 둘레에 상하를 관통하는 방향으로 통풍로가 형성되고 선형 방열부재가 배설됨으로써 통풍로를 통하여 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 조성하여 열기정체가 방지되고, 방열하우징 및 선형 방열부재를 냉각시키며 방열하우징과 선형 방열부재의 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시켜 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어지도록 하여 엘이디 조명기구의 수명과 품질특성을 극대화하는 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 하나 이상의 엘이디(LED: Light Emitting Diode) 및 엘이디실장 피씨비를 포함하는 광원부와 상기 광원부를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징과 상기 방열하우징 상부에 구비되며 할로겐램프형 또는 전구형으로 되는 전원연결부를 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서,
상기 방열하우징은 광원설치부와 상기 광원설치부 상부에 형성되며 내부 공간에 전원부를 수용하는 하우징부로 형성되는 본체와, 상기 본체에서 외곽으로 형성되는 연결부와, 상기 연결부를 통하여 지지되고 상기 광원설치부 둘레에 이격 배치되는 통형의 방열부가 일체로 형성되어 본체와 방열부 사이에 통풍로가 관통형성되고, 상기 방열하우징의 외주면을 따라 선재(線材)로 이루어지는 선형(線型) 방열부재가 배설됨을 특징으로 한다.

Description

소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구{SMALL-SIZED LED LIGHTING FITTING WITHOUT FAN}
본 발명은 방열하우징 본체의 둘레에 상하를 관통하는 방향으로 통풍로가 형성되고 선형 방열부재가 배설됨으로써 통풍로를 통하여 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 조성하여 열기정체가 방지되고, 방열하우징 및 선형 방열부재를 냉각시키며 방열하우징과 선형 방열부재의 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시켜 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어지도록 하여 엘이디 조명기구의 수명과 품질특성을 극대화하는 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구에 관한 것이다.
엘이디(LED: Light Emitting Diode)는 종래의 광원에 비하여 소형이고 수명이 길뿐만 아니라 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환되기 때문에 전력이 적게 소모되어 에너지 효율이 우수한 고광도를 발하는 특성을 지니고 있다.
따라서, 이러한 엘이디를 광원으로 하는 다양한 조명기구가 개발되고 있으며, 근래에는 기존의 백열전구 소켓 또는 12V 소형 할로겐램프 소켓에 호환설치가 가능한 소형 엘이디 조명기구가 큰 호응을 얻고 있다.
한편으로 엘이디는 점등시 열이 많이 발생되고, 방열이 원활하게 되지 못할 경우 엘이디의 수명을 단축시키고 조도가 떨어지게 되므로 엘이디 조명기구의 상기 장점은 엘이디의 발열이 원활하게 방열되는 조건을 전제하고 있으며, 엘이디 점등이 원활하게 이루어지는 온도 상한선은 60℃ 내외로서 엘이디 조명기구의 성패는 방열과 직결된다고 할 수 있다.
종래기술의 소형 엘이디 조명기구(100)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 피씨비(113)에 복수의 엘이디(111)가 설치되는 광원부(110)와 상기 광원부를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징(130)과 상기 방열하우징 상부에 결합되며 전구형 또는 할로겐램프형으로 형성되는 전원연결부(150)가 결합되어 구성된다.
상기 전원연결부(150)는 소켓 접속부로서 전구형은 전구형 소켓에 결합되는 나사결합식으로 형성되고(도 12 참조), 할로겐램프형은 할로겐램프 소켓에 결합되도록 단자가 플러그 형태로 돌출형성되어 있다(도 10, 도 11참조).
그리고 상기 방열하우징(130)은 원통형 몸체에 방열핀(133)이 방사상으로 돌출형성되어 방열핀(133)과 방열핀 틈새공간(131)이 교호로 요철배치되어 구성된다.
이와 같이 원통형 몸체의 외주면에 방열핀(133)이 돌출형성되는 종래기술의 방열하우징(130)은 표면적이 확장됨으로써 통풍이 원활하게 이루어지는 환경에서는 방열이 효과적으로 이루어진다.
그러나, 소형 할로겐램프의 경우 대부분 천장 등에 매입설치되므로 통풍이 자연적으로 이루어지지 못하고, 이러한 환경에서는 방열하우징 원통형 몸체 내주면(133c)과 외주면의 온도가 거의 같으며, 피씨비(113)에 인접하는 하부지점(133a)과 피씨비로부터 가장 먼 상부 지점(133b) 간의 온도차 및 방열핀 외주면(133d)과 틈새공간(131)의 온도차가 10% 미만에 그친다(도 10, 도 11 참조).
이와 같이, 방열핀 외주면(133d)과 틈새공간(131)의 온도차가 10% 미만에 그치는 것에서 알 수 있듯이 방열핀 사이 틈새공간(131)에 체류하는 공기가 열기를 머금은 채 정체상태에 있기 때문에 방열핀의 외주면(133d)과 방열핀의 틈새공간(131) 중에서 공기가 스치는 정도의 극히 제한된 깊이의 최외곽 일부분을 제외한 나머지 부분(131a)은 사실상 방열기능을 수행하지 못하여 통풍이 이루어지는 않는 환경에서는 방열핀(133)과 틈새공간(131)에 의한 방열핀에 의한 표면적 확장을 아무리 크게 형성할지라도 실제 방열에 기여하는 유효 열교환면적은 확장되지 않아 방열성능을 전혀 발휘하지 못한다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 방열하우징(130)을 하방으로 연장형성하는 경우도 있으나 역시 내외부 간 통풍이 없어 방열성능을 발휘하지 못한다.
즉, 종래기술은 무풍 환경에서는 열기가 정체되는 문제로 인하여 방열하우징의 내주면과 함께 방열핀 틈새공간의 방열성능이 사장되고 유효 열교환면적이 방열핀의 외주면과 방열핀 외주면에 인접하는 일부분에 지나지 않아 방열효율이 매우 낮아 피씨비(113)의 온도가 상온보다 무려 53℃나 상승하는 문제점이 있었다.
따라서, 송풍팬을 설치할 수밖에 없는데, 이 경우 제조비용이 상승될 뿐만 아니라 송풍팬의 수명이 엘이디의 수명보다 현저히 짧아 수명이 긴 엘이디 조명기구의 특성을 발휘할 수 없었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은 방열하우징 본체의 둘레에 상하를 관통하는 방향으로 통풍로가 형성되고 선형 방열부재가 배설됨으로써 통풍로를 통하여 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 조성하여 열기정체가 방지되고, 방열하우징 및 선형 방열부재를 냉각시키며 방열하우징과 선형 방열부재의 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시켜 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어지도록 하는 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구는
하나 이상의 엘이디(LED: Light Emitting Diode) 및 엘이디실장 피씨비를 포함하는 광원부와 상기 광원부를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징과 상기 방열하우징 상부에 구비되며 할로겐램프형 또는 전구형으로 되는 전원연결부를 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서,
상기 방열하우징은 광원설치부와 상기 광원설치부 상부에 형성되며 내부 공간에 전원부를 수용하는 하우징부로 형성되는 본체와, 상기 본체에서 외곽으로 형 성되는 연결부와, 상기 연결부를 통하여 지지되고 상기 광원설치부 둘레에 이격 배치되는 통형의 방열부가 일체로 형성되어 본체와 방열부 사이에 통풍로가 관통형성되고,
상기 방열하우징의 외주면을 따라 선재(線材)로 이루어지는 선형(線型) 방열부재가 배설됨을 특징으로 한다.
상기 구성을 지닌 본 발명에 따른 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구는 방열하우징 본체의 둘레에 상하를 관통하는 방향으로 통풍로가 형성되고 선형 방열부재가 배설됨으로써 통풍로를 통하여 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 조성하여 열기정체가 방지되고, 방열하우징 및 선형 방열부재를 냉각시키며 방열하우징과 선형 방열부재의 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시켜 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어지도록 하여 엘이디 조명기구의 수명과 품질특성을 극대화하는 현저한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 분해 사시도, 도 2는 도 1의 결합 사시 도1, 도 3은 도 1의 결합 사시도2, 도 4는 도 2의 평면도, 도 5는 도 4의 A-A선 단면도, 도 6은 도 4의 B-B선 단면도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구(1)는 하나 이상의 엘이디(LED: Light Emitting Diode)(11) 및 엘이디실장 피씨비(13)를 포함하는 광원부(10)와 상기 광원부(10)를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징(30)과 상기 방열하우징 상부에 구비되며 할로겐램프형 또는 전구형으로 되는 전원연결부(50)를 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서, 상기 방열하우징(30)은 광원설치부(31)와 상기 광원설치부(31) 상부에 형성되며 내부 공간에 전원부(20)를 수용하는 하우징부(32)로 형성되는 본체(30a)와, 상기 본체(30a)에서 외곽으로 형성되는 연결부(33)와, 상기 연결부(33)를 통하여 지지되고 상기 광원설치부(31) 둘레에 이격 배치되는 통형의 방열부(35)가 일체로 형성되어 본체(30a)와 방열부(35) 사이에 통풍로(37)가 관통형성되고, 상기 방열하우징(30)의 외주면을 따라 선재(線材)로 이루어지는 선형(線型) 방열부재(40)가 배설되는 것이다.
여기서, 상기 방열하우징(30)은 통풍로(37)가 수직형태로 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 통형의 방열부(35)는 수직 원통형태 또는 하광상협의 원통형태로 형성됨이 바람직하다.
이와 같이 방열부가 높이(35h)를 갖는 통형으로 형성됨은 방열 상승기류를 조성 유도하도록 하기 위함이다.
상기 방열하우징(30)은 연결부(33)가 본체(30a)와 방열부(35)를 이어주는 리브(331) 또는 브리지(333)(도 7 참조)로 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 방열하우징(30)은 상기 하우징부(32)가 광원설치부(31) 상에 반경이 작아지게 단차 형성되고, 광원설치부(31)는 피씨비 접합면(311) 둘레에 측벽(313)이 구비되어 형성되며, 상기 방열부(35)는 상기 광원설치부의 측벽(313) 둘레에 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 선형 방열부재(40)는 코일형태로 연이어 형성되거나 낱개로 형성되어 배설된다.
상기 선형 방열부재(40)는 방열하우징의 방열부(35)와 하우징부(32)에 걸쳐 조립되며, 상기 방열하우징(30)은 상기 선형 방열부재(40) 조립위치에 대응하여 선형 방열부재(40)와 면접합되기 위한 삽지홈(38) 또는 삽지홀(39)이 형성됨이 바람직하다.
이 경우, 상기 선형 방열부재(40)는 빗변이 만곡형성되는 직각삼각형 형태를 이루며(도 5, 6 참조), 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 방열부(35)와 본체(30a)를 연결하는 다양한 형태로 형성된다.
또한, 상기 선형 방열부재(40)는 방열하우징(30)에 조립됨이 바람직하나 인서트 몰딩형성될 수도 있다.
또한, 상기 전원연결부(50)는 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 할로겐램프 소켓에 접속되는 형태로 형성되거나 도 9에 도시된 바와 같이 전구형 소켓에 접속되는 형태로 형성된다. 도면 중 미설명 부호 '60'은 투광커버이다.
이와 같은 구성을 지닌 본 발명에 따른 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구(1)의 작용상태를 살펴본다.
상기 방열하우징(30)은 광원부(10)의 열을 흡수하는 광원설치부(31)로부터 본체(30a)의 외표면과 연결부(33) 및 방열부(35)의 외표면을 통하여 방열이 이루어지는데 방열부(35)가 본체(30a)로부터 이격되는 통형으로 형성됨으로써 본체(30a)와 방열부(35)에 사이에 수직형태의 통풍로(37)가 관통 형성되게 된다.
이와 같이, 방열하우징(30) 본체(30a)의 둘레에 상하를 관통하는 방향으로 통풍로(37)가 형성됨으로써 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 조성하게 되어 열기가 정체되는 것이 방지되고 새로 유입되는 상온의 공기가 방열하우징(30) 및 선형 방열부재(40)를 냉각시키면서 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시킨다.
또한, 본체(30a)의 둘레에 형성되는 통형의 방열부(35)가 소정 높이를 가지므로, 바꾸어 말하면 통풍로가 소정 높이를 가지므로 방열 상승기류의 속도가 증속되어 방열이 현저히 신속하게 효율적으로 이루어진다.
또한, 선형 방열부재(40)는 통풍에 지장을 주지않도록 설정 간격으로 방열하우징(30)에 면접합 배설됨으로써 공기정체가 방지되는 유효 열교환면적을 효과적으로 확장시킨다.
이와 같은 본 발명은 주로 12V 할로겐램프용 소켓 및 전구용 소켓에 장착 설치되는 소형 엘이디 조명기구에 적용되는 것으로서, 통풍로가 없는 단순 원통형태로 형성되는 경우에 비하여 하우징(50)의 온도가 5℃ 이상 낮아지며, 이때 피씨비 는 상온 보다 16℃ 정도 높은 온도를 띠었다.
이것은 방열핀이 방사상으로 돌출형성되는 종래기술에서, 피씨비의 온도가 상온 보다 53℃나 상승되는 것에 비하여 방열이 획기적으로 탁월하게 이루어짐을 알 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 방열하우징 본체(30a)의 둘레에 상하를 관통하는 방향으로 통풍로(37)가 형성됨으로써 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 조성하게 되어 열기정체가 방지되고 새로 유입되는 상온의 공기가 방열하우징(30) 및 선형 방열부재(40)를 경유, 냉각시키면서 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시켜 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어진다.
이상 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 분해 사시도
도 2는 도 1의 결합 사시도1
도 3은 도 1의 결합 사시도2
도 4는 도 2의 평면도
도 5는 도 4의 A-A선 단면도
도 6은 도 4의 B-B선 단면도
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 방열하우징 사시도
도 8은 본 발명에 따른 일부 생략 종단면도
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예의 일부 생략 종단면도
도 10은 종래 기술의 정면도
도 11은 도 10의 저면도
도 12는 다른 종래 기술의 사시도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 본 발명의 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구
10: 광원부 11: 엘이디 13: 피씨비
30: 방열하우징 31: 광원설치부 311: 피시비 접합면
313: 측벽 32: 하우징부 33: 연결부
331: 리브 35: 방열부 37: 통풍로
38: 삽지홈 39: 삽지홀 40: 선형 방열부재
50: 전원연결부 60: 투광커버

Claims (7)

  1. 하나 이상의 엘이디(LED: Light Emitting Diode)(11) 및 엘이디실장 피씨비(13)를 포함하는 광원부(10)와 상기 광원부(10)를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징(30)과 상기 방열하우징 상부에 구비되며 할로겐램프형 또는 전구형으로 되는 전원연결부(50)를 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서,
    상기 방열하우징(30)은 광원설치부(31)와 상기 광원설치부(31) 상부에 형성되며 내부 공간에 전원부(20)를 수용하는 하우징부(32)로 형성되는 본체(30a)와, 상기 본체(30a)에서 외곽으로 형성되는 연결부(33)와, 상기 연결부(33)를 통하여 지지되고 상기 광원설치부(31) 둘레에 이격 배치되는 통형의 방열부(35)가 일체로 형성되어 본체(30a)와 방열부(35) 사이에 통풍로(37)가 관통형성되고,
    상기 방열하우징(30)의 외주면을 따라 선재(線材)로 이루어지는 선형(線型) 방열부재(40)가 배설됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방열하우징(30)은 통풍로(37)가 수직형태로 형성됨을 특징으로 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 통형의 방열부(35)는 수직 원통형태 또는 하광상협의 원통형태로 형성됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 방열하우징(30)은 연결부(33)가 본체(30a)와 방열부(35)를 이어주는 리브(331) 또는 브리지(333)로 형성됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 방열하우징(30)은 상기 하우징부(32)가 광원설치부(31) 상에 반경이 작아지게 단차 형성되고,
    광원설치부(31)는 피씨비 접합면(311) 둘레에 측벽(313)이 구비되어 형성되며,
    상기 방열부(35)는 상기 광원설치부의 측벽(313) 둘레에 형성됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 선형 방열부재(40)는 코일형태로 연이어 형성되거나 낱개로 형성되어 배설됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구.
  7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 선형 방열부재(40)는 방열하우징의 방열부(35)와 하우징부(32)에 걸쳐 조립되며,
    상기 방열하우징(30)은 상기 선형 방열부재(40) 조립위치에 대응하여 선형 방열부재(40)와 면접합되기 위한 삽지홈(38) 또는 삽지홀(39)이 형성됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 Fan) 엘이디 조명기구.
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