KR20110022925A - 이중 방열 구조를 가지는 발광 다이오드 가로등 기구 - Google Patents

이중 방열 구조를 가지는 발광 다이오드 가로등 기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 등기구 내부로부터 고온의 열을 용이하게 방열시키는 한편, 외부로부터 빗물과 같은 물기가 등기구 내로 침투하는 것을 방지할 수 있으며, 보다 간단한 구조를 가지는 경량의 발광 다이오드 가로등 기구에 관한 것이다. 본 발명에 따른 발광 다이오드 가로등 기구는, 경량의 복합재료로 만들어지며 균일하게 분포된 하나 이상의 개구가 형성되는 등기구 본체; 상기 등기구 본체 내에 고정되는 제어 보드 상에 장착된 다수의 발광 다이오드로 구성되는 조명부; 등기구 본체에 설치되어 상기 조명부로부터 조명되는 광을 투과시킬 수 있는 투명 재질의 투명 커버; 상기 조명부의 제어 보드 후면에 제공되는 방열판; 및 상기 등기구 본체 내에서 발생된 고열을 외부로 발산하는 한편, 외부로부터 상기 등기구 본체 내로 빗물이 침투하는 것을 방지하도록 상기 등기구 본체에 형성된 다수의 개구들을 각각 밀봉적으로 폐쇄하는 내열 및 발수성 방열 시트를 포함한다.
가로등, 방열판, 발광 다이오드, 내열 및 발수성 방열 시트

Description

이중 방열 구조를 가지는 발광 다이오드 가로등 기구{LED streetlight having dual heat radiating structure}
본 발명은 발광 다이오드(이하, LED라 한다)를 광원으로 하는 가로등의 방열 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보다 간단한 구조로서 LED 가로등이 점등될 때 광원인 LED에서 발생하는 열을 대기 중으로 신속하게 방열할 수 있는 LED 가로등 기구에 관한 것이다.
널리 공지된 바와 같이, 현재 주류를 이루고 있는 가로등, 각종 등기구의 광원인 할로겐등, 형광등, 수은등과 같은 경우에는 많은 전력을 소모하기 때문에 선호도가 급속하게 떨어지고 있다.
또한, 상기와 같은 할로겐등, 형광등, 수은등은 수명이 짧기 때문에 유지보수비용이 많이 소요되는 단점이 있을 뿐만 아니라, 폐기처분에 따른 환경오염의 원인이 되는 단점이 있다.
이러한 단점들을 해결하기 위하여 최근에는 LED를 광원으로 하는 가로등이나 그 외에 등기구가 개시되고 있다.
LED를 이용한 조명 설비, 예를 들어, LED 가로등은 일반 형광등의 가로등과 는 달리 점등 회로가 단순하고, 인버터 회로와 철심형 안정기가 불필요하며, 전력 소모가 적고 수명이 길기 때문에 유지나 보수비용이 적은 장점이 있다.
도 1은 일반적인 가로등이 설치된 상태를 나타내는 설치 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 가로등은 지면과 수직으로 솟아 있는 지주(101)와, 지주(101)의 상부로부터 연장하는 지지대(102)의 단부에 등기구(110)가 위치된다.
등기구(110)는 제어 보드 상에 장착된 다수의 LED가 외부 전원에 의해 발광되며, 등기구(110)의 하부에는 광원으로부터 조명되는 광을 투과시킬 수 있는 투명 재질의 투명 커버(108)가 본체(106)에 씌워져 등기구(110)의 내부를 밀폐하여, 외부로부터 이물질(예를 들어, 먼지, 물 등)이 등기구(110) 내로 침투하는 것을 방지한다.
그러므로, 다수의 LED가 발광함에 의해 발생되는 열이 등기구(110)의 외부로 빠져나가기가 어렵기 때문에 열적 스트레스로 인한 등기구(110)의 특성 열화 및 고장이 발생할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이, 다수의 LED가 장착되는 제어 보드의 반대 부분에 히터 싱크와 같은 방열판을 설치하여 LED에서 발생되는 열을 방열시키는 구조가 제안되었으나, 이러한 구조 역시 LED에서 발생되는 열이 등기구(110) 외부로 효과적으로 방열되지 않기 때문에, 등기구(110) 내부의 온도를 요구되는 적정 온도 이하로 유지시킬 정도의 방열 효율을 기대하기 어렵다.
실제로 종래의 히트 싱크와 같은 방열 구조에 따라 등기구(110)에 여러 개의 LED를 제어 보드에 장착하고, LED의 반대편에 방열판이 설치된 가로등의 점등 동안 등기구(110) 내부의 온도 변화를 관측하였을 때, 일정 시간 이후에 등기구(110) 내부의 온도가 지속적으로 상승하였으며, 전원이 중단된 후에도 오랜 시간동안 등기구(110) 내부의 온도가 적정 온도 이하로 내려가지 않는 것이 관측되었으며, 이는 기존의 방열판이 적용된 등기구(110)의 방열 효율이 요구되는 요구치를 만족하지 않는다는 것을 의미한다.
또한, 기존에 등기구(110)에 방열판을 구성하는 구조는 등기구(110) 내부의 온도를 요구되는 적정 온도 이하로 유지하기 위해서는 방열판의 두께가 두꺼워져, 등기구(110)의 제작 비용이 증가로 인한 생산 효율이 저하되고, 등기구(110)의 자체의 중량이 증가하기 때문에 가로등을 설치하기 위한 지주(101) 및 지지대(102)를 강도 및 지지력을 보강해야 한다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, "방열 장치 및 이를 포함하는 LED 가로등의 방열 구조"라는 명칭으로 출원된 공개특허 10-2009-0065047호는 제어 회로 및 전원 회로가 구현되는 PCB(printed circuit board)의 일측에 결합되는 다수의 LED로 구성되는 발광 모듈부와, 상기 PCB의 타측에 접촉하며, 상기 발광 모듈부에서 발생되는 열을 흡수하는 열흡수부와, 상기 열흡수부에 접착되어, 상기 열흡수부가 흡수하는 열을 전달하는 열전달부와, 상기 각 열전달부에 의해 전달되는 열을 외부로 방출시키는 다수의 방열판을 포함하는 방열 장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기된 종래의 방열 장치는 실질적으로 열을 방출하는 발광 모듈부와 열전달부 및 방열판이 발광 모듈부의 케이스를 구성하는 열흡수부에 접착되는 간접적인 방식을 취하므로, 케이스의 내부의 열을 직접 열교환하는 직접적인 방식 을 취하는 것보다 열전달 효율이 크지 않다는 결점이 있다.
또한, 등록특허 10-0859419에는 발광을 위한 LED들이 전기적으로 배열된 조명부 및 상기 조명부를 보호하기 위한 조명부 케이스를 U자형 프레임의 1차 방열판의 외면에 설치하며, U자형 프레임을 구성하는 1차 방열판과 2차 방열판 사이에는 LED들이 발광시 발생하는 고열을 신속하게 방열시키기 위해 히트파이프들 설치하고, 히트파이프들의 선단부는 1차 방열판과, 후단부는 2차 방열판과 연결하여 히트파이프들의 선단부에는 제 1 냉각핀들을, 후단부에는 제 2 냉각핀들을 설치하며, 상기 2차 방열판의 외면에는 제 3 냉각핀들이 형성되는 LED를 광원으로 하는 가로등의 방열시스템이 개시되어 있다.
그러나, 이와 같은 LED를 광원으로 하는 가로등의 방열시스템은 히트파이프와 다수의 방열판 및 냉각핀을 사용하기 때문에 방열 효율이 우수할지라도, 많은 부품들을 사용하기 때문에, 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라 고중량이라는 결점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 등기구 내부로부터 고온의 열을 용이하게 방열시키는 한편, 외부로부터 빗물과 같은 물기가 등기구 내로 침투하는 것을 방지할 수 있으며, 보다 간단한 구조를 가지는 경량의 발광 다이오드 가로등 기구를 제공하는데 있다.
상기된 바와 같은 목적은, 경량의 복합재료로 만들어지며 균일하게 분포된 하나 이상의 개구가 형성되는 등기구 본체; 상기 등기구 본체 내에 고정되는 제어 보드 상에 장착된 다수의 발광 다이오드로 구성되는 조명부; 등기구 본체에 설치되어 상기 조명부로부터 조명되는 광을 투과시킬 수 있는 투명 재질의 투명 커버; 상기 조명부의 제어 보드 후면에 제공되는 방열판; 및 상기 등기구 본체 내에서 발생된 고열을 외부로 발산하는 한편, 외부로부터 상기 등기구 본체 내로 빗물이 침투하는 것을 방지하도록 상기 등기구 본체에 형성된 다수의 개구들을 각각 밀봉적으로 폐쇄하는 내열 및 발수성 방열 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 발광 다이오드 가로등 기구에 의해 달성될 수 있다.
상기에서, 본 발명에 따른 발광 다이오드 가로등 기구는 바람직하게 상기 내열 및 발수성 방열 시트를 지지하기 위한 메쉬 형태의 지지체를 추가로 포함한다.
상기 등기구 본체는 바람직하게 유리 섬유 복합재료로 만들어진다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 가로등 기구는 보다 간단한 구조로서 등기구 본체 내의 열이 내열 및 발수성 방열 시트를 통해 효율적으로 방출될 뿐만 아니라, 외부로부터의 빗물이 등기구 본체 내로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 다이오드 가로등 기구의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 발광 다이오드 가로등 기구의 등기구 본체의 외부를 도시한 평면 사시도이고, 도 4는 내열 및 발수성 방열 시트를 지지하기 위한 메쉬 형태의 지지체가 추가된 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 발광 다이오드 가로등 기구의 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 이중 방열 구조를 가지는 발광 다이오드 가로등 기구는 지주와 연결되는 등기구 본체(1)와, 등기구 본체(1) 내에 고정되는 제어 보드(2) 상에 장착된 다수의 발광 다이오드로 구성되는 조명부(3)와, 등기구 본체에 설치되어 상기 조명부로부터 조명되는 광을 투과시킬 수 있는 투명 재질의 투명 커버(5)를 포함한다.
등기구 본체(1)는 본 발명에 따라서 경량의 유리 섬유 복합재료를 사출하는 것에 의해 만들어지며 하나 이상, 바람직하게는 4개의 개구(4)들이 균일하게 분포되어 형성된다. 등기구 본체(1)가 경량의 유리 섬유 복합재료로 만들어지기 때문에, 높은 강도를 가지는 동시에 금속으로 만들어지는 종래의 등기구에 비하여 중량 이 현저하게 감소될 수 있다.
조명부(3)의 제어 보드(2)의 후면에는 알루미늄과 같은 고열전도성 재료로 만들어진 방열판(6)이 제공되어, 조명부(3), 즉 LED(도면에는 간략하게 도시됨)가 점등될 때 LED로부터 방출되는 열을 방열한다. 이와 같은 방열판(6)은 절연제가 개재된 상태에서 나사못에 의해 제어 보드(2)의 후면에 고정되거나. 또는 전자 부품용 절연성 접착제에 의해 제어 보드(2)의 후면에 고정될 수 있다.
상기된 바와 같이 경량의 유리 섬유 복합재료로 만들어진 등기구 본체(1)의 각각의 개구(4)에는 내열 및 발수성 방열 시트(7)가 제공된다. 이러한 내열 및 발수성 방열 시트(7)는 등기구 본체(1) 내에서 발생된 고열을 외부로 발산하는 한편, 외부로부터 등기구 본체(1) 내로 빗물이 침투하는 것을 방지하며, 등기구 본체(1) 내의 습기를 외부로 발산한다.
이와 같은 내열 및 발수성 방열 시트(7)는 예를 들어 실리콘오일 콤파운드와 같은 내열, 방열, 및 발수성 약품이 부직포에 코팅되는 것으로 만들어진다. 실리콘오일 콤파운드는 널리 공지된 바와 같이 실리콘 오일을 기유로 실리카 미분말 등을 배합한 그리스상의 제품으로서 열산화안정성, 전기특성, 발수성 등이 뛰어나 주로 전기절연, 밀봉, 방열, 발수 등의 목적에 사용되지만, 자동차의 엔진 필터로서도 이용되고 있다.
이와 같은 특성을 가진 내열 및 발수성 방열 시트(7)는 도 3에 도시된 바와 같에 등기구 본체(1)에 형성된 다수의 개구(4)들 각각에 셸락, 에폭시 수지, 알키드 수지 또는 실리콘과 같은 내열성 접착제에 의해 접착된다.
한편, 상기된 바와 같은 내열 및 발수성 방열 시트(7)는 상기된 바와 같이 실리콘오일 컴파운드가 표면에 코팅되는 부직포와 같은 섬유재로 만들어지기 때문에 도 4의 단면도에 도시된 바와 같이 예를 들어 스테인리스강으로 만들어진 메쉬 형태의 지지체(8)가 내열 및 발수성 방열 시트(7)의 내측에 제공될 수 있다. 이와 같은 지지체(8)는 바람직하게 등기구 본체(1)의 외면에 설치되었을 때, 등기구 본체(1)의 외면이 보다 매끄러운 형상을 가지도록 하는 형상으로 형성된다.
이와 같이, 내열 및 발수성 방열 시트(7)의 내측에 지지체(8)가 제공될 때, 내열 및 발수성 방열 시트(7)는 내열성 접착제 및/또는 내열성 실리콘과 같은 밀봉재가 도포되는 것에 의해 개구(4)와의 사이의 틈새를 통해 외부로부터 이물질(예를 들어, 먼지, 물 등)이 등기구 본체(1) 내로 침투하는 것이 방지될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드 가로등 기구는 보다 간단한 구조로서 등기구 본체(1) 내의 열이 내열 및 발수성 방열 시트(7)를 통해 효율적으로 방출될 뿐만 아니라, 외부로부터의 빗물이 등기구 본체(1) 내로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 일반적인 가로등이 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광 다이오드 가로등 기구의 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 발광 다이오드 가로등 기구의 등기구 본체의 외부를 도시한 평면 사시도.
도 4는 내열 및 발수성 방열 시트를 지지하기 위한 메쉬 형태의 지지체가 추가된 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 발광 다이오드 가로등 기구의 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 등기구 본체 2 : 제어 보드
3 : 조명부 4 : 개구
5 : 투명 커버 6 : 방열부
7 : 내열 및 발수성 방열 시트 8 : 지지체

Claims (3)

  1. 경량의 복합재료로 만들어지며 균일하게 분포된 하나 이상의 개구가 형성되는 등기구 본체;
    상기 등기구 본체 내에 고정되는 제어 보드 상에 장착된 다수의 발광 다이오드로 구성되는 조명부;
    등기구 본체에 설치되어 상기 조명부로부터 조명되는 광을 투과시킬 수 있는 투명 재질의 투명 커버;
    상기 조명부의 제어 보드 후면에 제공되는 방열판; 및 상기 등기구 본체 내에서 발생된 고열을 외부로 발산하는 한편, 외부로부터 상기 등기구 본체 내로 빗물이 침투하는 것을 방지하도록 상기 등기구 본체에 형성된 다수의 개구들을 각각 밀봉적으로 폐쇄하는 내열 및 발수성 방열 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 가로등 기구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 내열 및 발수성 방열 시트를 지지하기 위한 메쉬 형태의 지지체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 가로등 기구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 등기구 본체는 유리 섬유 복합재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 발광 다이오드 가로등 기구.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115285A (zh) * 2012-12-10 2013-05-22 江苏中科宇泰光能科技有限公司 一种大功率强制性水冷led路灯

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