KR20110043377A

KR20110043377A - 엘이디 조명등

Info

Publication number: KR20110043377A
Application number: KR1020090100467A
Authority: KR
Inventors: 정인수
Original assignee: 주식회사 지엔엠; 정인수
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-04-27

Abstract

본 발명은 엘이디 조명등에 관한 것으로, 엘이디 조명등에 있어서, 인쇄회로기판 및 이 기판에 설치되는 복수의 엘이디를 구비하는 엘이디 모듈; 이 엘이디 모듈 엘이디의 발광을 확산시키기 위해, 엘이디 모듈에 설치되는 광확산패널; 상기 엘이디 모듈이 외면에 장착되면서 길이방향의 공기 유통로를 갖는 방열체; 이 방열체의 공기 유통로에 설치되는 통풍수단; 상기 엘이디 모듈과 방열체가 삽입 고정되는 튜브;가 포함되어 이루어진다.

이로 인해, 엘이디 모듈에서 발생된 열이 단자캡에 형성된 공기 입출구를 통해 외부로 방출되는 자연적인 공기의 유동 또는 통풍수단에 의한 강제 유동에 의해 외부로 방출됨은 물론 방열핀을 갖는 방열체에 의해서도 냉각이 이루어지므로 기존의 방열핀에 의한 단순한 열교환식의 냉각보다 더욱 향상된 냉각효율을 얻을 수 있다.

엘이디, 조명등, 형광등

Description

엘이디 조명등{LED lamp}

본 발명은 엘이디를 이용한 조명등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 엘이디(LED)에서 발생된 열을 효율적으로 냉각시키기 위한 엘이디 조명등에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 조명등용 등기구는 대부분 형광등을 사용하고 있으며, 이러한 종래의 형광등은 주파수가 60Hz를 사용하여 구동하므로 형광등의 빛이 1초에 60회의 깜빡거림으로 인하여 장시간 사용시 사용자가 눈의 피로감을 많이 느끼고, 장시간 사용시 자체의 발열로 인해 주변 온도를 상승시킴에 따라 높은 전력손실을 초래하며, 과열시에는 형광램프가 쉽게 파손되는 단점이 있다. 결국, 종래의 형광등과 같은 등기구는 온도상승 및 높은 전력손실로 인해 수명이 단축되고, 사용되는 부품이 많아 교체비용이 많이 들었다.

따라서, 형광등을 대체하기 위해 엘이디가 연구되었고, 이 엘이디는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 뛰어나고, 현재 사용되고 있는 일반적 조명기구인 백열등이나 형광등에 비해 단위 전력대비 빛의 효율이 월등히 높아 경제성이 뛰어나며, 또한 저전압으로도 원하는 만큼의 광량을 얻을 수 있어 안정성이 뛰어나므로 조명 용으로서의 사용도 점차 증가하고 있는 추세이다.

이러한, 종래의 엘이디가 사용된 램프에 대해 살펴보면, 먼저 제1선행기술인 등록특허 제10-0844538호(명칭 : 안정기를 갖는 형광등 소켓에 사용할 수 있는 LED조명등)에서의 조명등(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판에 다수의 엘이디(11)가 설치된 발광본체(12)와, 이 발광본체(12)에 고정된 방열판(13)과, 상기 발광본체(12)의 전면(前面)을 덮어 엘이디(11)를 보호하는 정면커버(14)와, 상기 방열판(13)의 배면(背面)에 고정된 배면커버(15)와, 상기 발광본체(12)의 양단에 고정되어 형광등 소켓에 끼워지는 전극단자(16)가 돌출된 단자캡(17)이 포함되어 이루어졌다.

상기 각 구성요소들이 결합된 상태를 보면, 상기 정면커버(14)와 방열판(13)의 양단부가 결합돌기 및 결합홈의 체결로 결합되었고, 상기 방열판(13)의 상부에 배면커버(15)의 중앙부가 결합돌기 및 결합홈의 체결로 결합되면서 방열판(13)의 일부가 외부에 노출되었다.

따라서, 상기 방열판(13)이 상방향으로 외부에 장시간 노출됨에 따라 먼지 및 이물질이 유입되어 쌓이기 쉬워 방열판(13)의 기능이 저하됨은 물론, 먼지 및 이물질이 변환기(미도시)와 단자캡(17)의 전기적 오류가 발생될 수도 있었다.

또한, 2개의 커버(14,15)를 각각 제작하면서 이 둘(14.15)와 방열판(13)을 결합하기 위한 별도의 홈 및 돌기를 형성시켜야 하는 등 제작비가 상승하는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 엘이디가 사용된 램프에 대한 제2선행기술인 등록특허 제10- 0874609호(명칭:형광등 타입의 엘이디 램프)에서의 조명등(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 원통 형상이면서 내면에 돌출된 다수의 방열핀(21)을 갖는 튜브(22)와, 이 튜브(22)의 양단에 설치된 소켓(23)과, 상기 튜브(22)에 내장되고 인쇄회로기판(24)에 엘이디(25)가 설치된 모듈이 포함되어 이루어졌다.

따라서, 각 구성요소들의 결합은 간단한 구조로 이루어져 제1선행기술의 문제점 중 다수의 구성요소를 제작하여 결합하여야 하는 복잡한 구조를 해소하였으나, 엘이디(25)에서 발생된 열이 단지 튜브(22)에 형성된 방열핀(21) 만으로 방열되어야만 하므로, 튜브(22) 내부에는 가열된 공기가 효율적으로 방열되지 못하고 지속적으로 누적되어 튜브(22)의 내부온도가 상승하는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 엘이디가 사용된 램프에 대한 제3선행기술인 등록특허 제10-0903305호(명칭:엘이디 조명장치)에서의 조명등(30)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 직사각통형상으로 일부 외면에 방열핀이 형성된 본체(31)와, 이 본체(31)의 상측에 나사체결된 인쇄회로기판(32)과 이 인쇄회로기판(32)에 장착된 다수의 엘이디(33)를 갖는 엘이디부와, 이 엘이디부의 상측에 나사체결되어 엘이디(33)의 조사(照射)된 빛을 확산 또는 집합시키는 복수의 렌즈(34)와, 상기 본체(31)의 양단부에 나사체결되는 축브라켓(35)과, 상기 렌즈(34)에 씌워져 렌즈(34)와 엘이디부를 보호하는 커버(36)가 포함되어 이루어졌다.

따라서, 각 구성요소들이 다수의 나사체결되므로 결합 작업이 복잡하면서 결합시간이 길었고, 중공을 갖는 본체(31)의 내부가 축브라켓(35)에 의해 폐쇄되어 엘이디(33)에서 발생된 열이 본체(31)의 내부에 축적되어 인쇄회로기판(32)에 열이 그대로 전달되는 문제점이 있었다.

한편, 도면이 제공되진 않았지만, 등록특허 제10-0905228호(명칭:엘이디 형광등)에서는 방열판에 소구경의 공기 유통구가 다수 뚫린 실시 예가 제시되었지만, 엘이디에서 발생된 열이 방열판으로 이동되어 방열판 주위가 항상 고온의 공기가 머무르므로 외부의 냉기가 공기 유통구를 통해 본체의 내부로 유입되기는 어려우면서 이 공기 유통구를 통해 내부의 열기와 외부의 냉기가 동시에 입출하는게 원활치 않아 공기 유통구에 의한 방열효과가 그다지 크지 않았고, 공기 유통구의 직경이 작으면 먼지 등의 이물질에 의해 막히기 쉬우며, 크면 먼지 등의 이물질이 본체 내부로 침입하여 엘이디를 발광하기 위한 회로 등에 악영향이 미칠 수 있었다.

이상에서는 편의상 구성요소에 대해 각 자료에 기재된 용어를 그대로 기재한 것으로, 용어는 다를지라도 동일한 기능을 수행하는 구성요소는 동일한 구성요소이고, 설명에 기재되지 않은 주변 구성요소에 대해서는 그 설명을 생략했다.

상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명은, 엘이디 모듈이 방열체에 고착되어 원통형의 튜브에 삽입되고, 이 튜브에 통풍수단으로 피에조 팬이 삽입되면서 튜브의 양단부에 각각 단자캡이 장착되고, 튜브 내부의 열기가 외부로 방출되면서외부의 냉기가 튜브 내부로 유입되도록 단자캡, 방열체, 그리고 튜브 또는 커버에 공기 입출구가 형성되며, 상기 엘이디 모듈에 광확산패널이 설치되어 이루어진다.

이로 인해, 상기 엘이디 모듈로부터 발생된 열이 통풍수단에 의해 유동되어 공기 입출구를 통해 외부로 방출됨으로써 냉각이 쉽게 이루어지고, 상기 단자캡에 방열체가 체결되면서 튜브의 단부와 압착되고 광확산패널과 엘이디 모듈이 방열체에 체결되는 구조로 기존의 구성 간의 결합을 위한 후크 결합 또는 많은 볼트 체결 등의 복잡한 결합구조가 단순하게 변경되어 제작 및 결합공정이 단순화되도록 된 엘이디 조명등을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘이디 조명등은, 인쇄회로기판 및 이 기판에 설치되는 복수의 엘이디를 구비하는 엘이디 모듈을 포함하여 이루어진 엘이디 조명등에 있어서, 상기 조명등에 통풍수단이 설치되고, 이 통풍수단에 의해 엘이디 모듈에서 발생된 열기가 강제 순환되어 냉각되도록 이루어진다.

여기서, 상기 통풍수단은 피에조 팬 또는 마이크로 팬 또는 전기장에 따른 공기의 이온화를 이용한 방식 중 선택된 어느 하나이다.

또한, 상기 조명등은 전극단자가 설치된 단자캡, 방열체, 그리고 커버 또는 튜브 중 어느 하나 이상이 더 포함되고, 이들 중 어느 하나 이상에 조명등 내부로 외부의 냉기가 유입되거나 내부의 열기가 방출되도록 하나 이상의 공기 입출구가 형성되어 이 공기 입출구를 통해 유입된 외부 냉기에 의해 냉각되도록 이루어진다.

상기 방열체는 길이 방향으로 형성된 중공이면서 엘이디 모듈의 발열이 수집되는 공기 유통로를 가지고, 이 방열체의 일면 이상의 외면에 엘이디 모듈이 장착되며, 상기 방열체가 통풍수단에 의한 공기의 흐름으로 냉각된다.

상기 엘이디의 발광은 하방 직사광은 물론 반사갓이나 천장 및 벽면에 의한 상방 및 측방의 반사광을 갖게 된다.

여기서, 상기 피에조 팬과 마이크로 팬은 공기 유통로의 내면에 형성된 결합홈 또는 방열핀에 끼워져 결합되는 베이스에 장착되고, 공기 유통로에 수집된 열기를 수평으로 유동시켜 단자캡의 공기 입출구를 통해 외부로 방출시킨다.

또한, 상기 마이크로 팬은 공기 유통로의 내면에 형성된 결합홈 또는 방열핀에 끼워져 결합되는 베이스에 장착되고, 공기 유통로에 수집된 열기를 수평으로 유동시켜 단자캡의 공기 입출구를 통해 외부로 방출시킨다.

상기 피에조 팬은 일반화된 공지 기술로, 공기의 유동을 유도하는 기능을 갖는다면 그 형태나 구조는 자유로이 변경가능하다.

상기 조명등은 엘이디의 발광을 확산시키기 위해, 엘이디 모듈에 씌워지듯 설치되는 광확산패널이 더 포함되고, 상기 광확산패널은 엘이디 모듈의 길이방향으 로 형성된 렌즈패널과, 이 렌즈패널에 각각의 엘이디에 상응하도록 형성된 다수의 확산렌즈가 포함되어 이루어진다.

한편, 엘이디 조명등에 있어서, 엘이디 및 이 엘이디가 설치되며 또한 상기 엘이디를 제어하는 인쇄회로기판을 포함하여 구성된 엘이디 모듈; 이 엘이디 모듈이 삽입된 튜브; 이 튜브의 개방된 양단부에 각각 설치되고, 튜브 내부에 외부의 공기가 유입되도록 공기 입출구가 형성된 단자캡;이 포함되고, 상기 엘이디 모듈에서 발생된 열이 튜브 내부에 확산되면, 양측 단자캡에 각각 형성된 공기 입출구를 통해 외부의 냉기가 유입되면서 튜브 내부의 열이 외부로 방출되도록 이루어진다.

상기된 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 엘이디 모듈에서 발생된 열이 공기 입출구를 통해 외부로 방출되는 자연적인 공기의 유동 및 통풍수단에 의한 강제 유동에 의해 외부로 방출되는 냉각은 물론 방열핀을 갖는 방열체에 의해서도 냉각이 이루어지므로 기존의 방열핀에 의한 단순한 열교환식의 냉각보다 더욱 향상된 냉각효율을 얻을 수 있다.

여기서, 상기 통풍수단이 피에조 팬일 경우, 이 피에조 팬에 의해 튜브의 내부 열기가 공기 입출구를 통해 일방향으로 강제 방출되도록 하고, 이로 인해 외부의 냉기가 튜브의 내부로 유입되면 방열체가 냉각되면서 엘이디 모듈에서 발생된 열이 방열체에 더욱 활발히 흡수되며, 작동시 소음이 거의 없어 조용한 장소에도 통풍수단에 의한 강제 대류에도 적합하다.

또한, 마이크로 팬이나 공기 이온화 방식 역시 튜브의 내부 열기가 공기 입 출구를 통해 강제 방출되도록 하거나, 튜브 내부에 대류가 활발히 형성되도록 하여 방열체에 의한 냉각 및 공기 유출구를 통한 외부 공기의 유입이 활발해져 냉각 능력이 향상하게 된다.

한편, 엘이디 모듈이 대향되는 위치에 한 쌍으로 설치되면서 확산렌즈가 엘이디의 빛을 확산하도록 설치됨에 따라, 상기 엘이디의 빛이 확산렌즈에 의해 확산 조사됨은 물론 하향으로 직접 조사됨과 더불어 상향으로 조사되어 반사갓이나 천장에 의해 반사되는 간접 조사도 이루어지므로 확산렌즈 및 반사광에 의한 조사로 기존의 조사 범위보다 더욱 확산되어 보다 넓은 지역에 고른 빛을 전달할 수 있다.

또한, 단자캡이 방열체에 볼팅체결되고, 엘이디 모듈과 광확산패널이 방열체에 동시에 볼팅체결되며, 단자캡과 튜브가 기존 형광등에서의 결합과 동일하거나 또는 끼워져 체결되므로 각 구성요소의 결합이 기존의 후크결합이나 다수의 볼팅 체결에 비해 결합 구조가 단순해지면서 결합 구조를 위한 구성 요소의 제작 역시 간단하게 이루어진다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 조명등을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 조명등이 도시된 사시도이고, 도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 엘이디 조명등의 부분 확대도 및 분해도이며, 도 6a 및 도 6b는 도 4에 도시된 방열체의 다른 실시 예이고, 도 7a 및 도 7b는 도 5c에 도시된 통풍 수단인 피에조 팬이 도시된 사시도 및 사용 상태도가 도시된 단면 사시도이며, 도 8a 및 도 8b는 도 7의 통풍 수단의 다른 실시 예인 마이크로 팬이 도시된 사시도 및 사용 상태도가 도시된 단면 사시도이다.

먼저, 도 4 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 엘이디 조명등(100)은, 원통형의 유리재질의 튜브(110)와, 이 튜브(110)에 삽입되면서 다수의 엘이디(121)가 인쇄회로기판(122)에 설치되어 이루어진 엘이디 모듈(120)과, 상기 튜브(110)의 양측단에 각각 고착되면서 튜브(110)의 내부와 외부가 통하도록 공기 입출구(131)가 형성된 단자캡(130)이 포함되어 이루어진다.

또한, 상기 엘이디 모듈(120)이 대향된 양면에 장착되어 튜브(110)에 삽입되고 중공(中空) 형상으로 공기 유통로(141)가 형성된 방열체(140)와, 상기 엘이디 모듈(120)에 씌워지듯 방열체(140)에 고정되면서 각 엘이디(121)의 직사광을 확산시키는 확산렌즈(150)가 다수 형성된 광확산패널(150)과, 상기 방열체(140)의 내면에 형성된 다수의 방열핀(142) 사이에 끼워지면서 공기 유통로(141)에 위치된 통풍수단이 더 포함되어 이루어진다.

도 5a 내지 도 5c를 보면, 단자캡(130)은 내부캡(133)과 외부캡(134)으로 이루어지고, 이 내부캡(133)에 설치된 단자전극(132)이 외부캡(134)을 통과되도록 외부캡(134)이 씌워지면서 끼움결합 및 단자전극(132) 주위의 단차에 의한 걸림결합으로 상호 고정되며, 이들 내부캡(133)과 외부캡(134) 사이에 튜브(110)의 단부가 끼워진 후 압착됨으로써 상기 단자캡(130)과 튜브(110)의 결합이 이루어진다.

여기서, 상기 단자캡(130)과 튜브(110)의 결합은 일반 형광등에서 유리재질 의 원통형 튜브와 단자캡이 결합되는 방식과 유사한 방식으로 내부캡(133) 또는 외부캡(134)과 튜브(110)의 단부가 중첩된 후 압착되어 결합될 수도 있고, 상기 내부캡(133)과 외부캡(134) 사이에 튜브(110)의 단부가 억지끼움되어 결합될 수도 있다.

또한, 상기 단자캡(130)에 형성된 공기 입출구(131)은 단자캡(130) 이외에 상기 공기 유통로(141)의 열기와 외부 냉기의 교환이 원활할 수 있도록 튜브(110)및 방열체(140)에도 형성될 수 있음은 물론이다. 이외에도, 기존의 엘이디 조명등 중 커버 및 방열판 (도 1의 14,13), 튜브(도 2의 22), 커버(도 3의 36) 등 엘이디 모듈에 의해 발생된 열이 외부 냉기와 직접 교류할 수 있는 어느 구성요소에도 여러 형상의 공기 입출구가 형성될 수 있고, 이 공기 입출구를 통해 입출되는 공기는 자연적인 흐름이 형성됨은 물론 통풍수단에 의한 강제적인 흐름에 의해 조력되기도 한다.

한편, 상기 튜브(110)의 다른 예로, 방열에 유리하면서 유리와 유사한 투광성이 보장된 합금재질 또는 플라스틱으로 제작될 수 있고 방열핀이 내면 또는 외면에 돌출되게 형성되도록 제작되어 내부에 엘이디 모듈(120) 및 통풍수단이 고정되도록 이루어져, 방열체(140)의 기능을 튜브가 자체적으로 대체할 수 있고, 이러한 구조에서도 표면, 그리고 일부위에 형성된 다수의 공기 입출구를 통해 자연적인 공기의 흐름 및 통풍수단에 의한 강제적인 공기의 흐름으로 효율적인 방열이 이루어질 수 있다.

여기서, 합금재질 또는 플라스틱의 튜브인 경우, 재질은 일반 방열체와 유사 한 방열 기능을 가지고, 투광성은 일반 형광등 정도의 투광성을 갖는 것이 바람직하다.

한편, 상기 방열체(140)는 도 5b, 도 6a, 도 6b에서와 같이 원통, 삼각형, 사각형 또는 다각형 형태의 중공(中空)인 기둥 형상으로 내부의 중공은 공기가 유동할 수 있는 공기 유통로(141)가 되고, 공기 유통로(141)측 내면에는 내향 돌출된 다수의 방열핀(142)이 형성된다. 만약 공기 입출구가 형성되면 엘이디 모듈(120)이 고정되는 면은 물론 고정되지 않은 면에도 형성될 수 있다.

여기서, 상기 방열체(140)와 단자캡(130)의 결합은 상기 단자캡(130)의 내부캡(133)으로부터 돌출 형성된 한 쌍의 결합부(135) 사이에 방열체(140)의 단부가 끼워진 후 볼팅체결로 이루어지고, 상기 통풍수단은 이들 방열핀(142) 사이에 끼워지거나 또는 방열핀(142) 사이에 별도로 형성된 체결홈에 체결된다.

또한, 상기 방열체(140)가 상기 결합부(135)에 억지끼움만으로도 결합될 수 있다. 기존의 엘이디 조명에서는 상기 방열체(140)가 엘이디에서 발생된 열을 외부의 냉기와 열교환되도록 하는 방열 구조의 주요 구성이었지만, 본 발명에서의 방열체(140)는 엘이디(121)의 발열을 공기 유통로(141)로 집적하면 통풍수단에 의해 단자캡(130)의 공기 입출구(131)를 통과하여 외부로 방출되도록 하는, 즉 기존의 방열 기능은 물론 통풍수단을 조력하는 기능까지 확대된다.

한편, 상기 광확산패널(150)은 엘이디 모듈(120)의 길이방향으로 형성된 렌즈패널(151)과, 이 렌즈패널(151)에 각각의 엘이디(121)에 상응하도록 형성된 다수의 확산렌즈(150)가 포함되어 이루어지고, 상기 확산렌즈(150)에 엘이디(121)가 각 각 상응하여 위치되도록 상기 광확산패널(150)이 엘이디 모듈(120)에 정렬된 상태에서 광확산패널(150)과 엘이디 모듈(120)의 양단부가 방열체(140)에 볼팅체결된다.

여기서, 상기 광확산패널(150)과 엘이디 모듈(120)은 볼팅체결, 끼움고정 등을 포함한 다양한 기존의 방식으로 각각 또는 동시에 방열체(140)에 고정 및 체결될 수 있고, 상기 광확산패널(150)과 엘이디 모듈(120) 사이에는 일정한 이격거리를 갖도록 하여 빛의 확산이 더욱 넓어질 수 있도록 함이 좋으며, 이를 위해 볼팅체결 위치에 돌출부가 형성된다.

또한, 상기 엘이디 모듈(120)이 방열체(140)의 일면 이상에 설치되어 다방향으로 발광되도록 하거나 하방 발광을 위해 하면에만 설치될 수 있고, 바람직하게는 도 5b, 도 6a, 도 6b에서와 같이 방열체(140)가 삼각형일 때는 3면에, 사각형일 때는 대향된 양면 또는 4면에 각각 설치되면, 하향 측면에 부착된 엘이디 모듈(120)은 하방으로 발광(發光)되면서 확산렌즈(150)에 의해 확산되어 직접 조사(照射)되고, 상향 또는 측방향에 부착된 엘이디 모듈(120)은 상방 또는 측방으로 발광되면서 확산렌즈(150)에 의해 확산ㆍ조사되어 반사갓(미도시) 또는 천장, 벽면에 반사되면서 간접 조사하게 된다.

이때, 상기 엘이디 조명등(100)이 기존의 일반 형광등과 동일하거나 유사한 형태를 가지므로, 천장에 부착된 기존의 형광등 소켓에 기존의 형광등이 접속되듯이 엘이디 조명등(100) 역시 기존의 형광등 소켓에 접속되므로 기존의 형광등에서 얻을 수 있는 반사갓 또는 천장에 의한 간접 조사가 가능한 것이다.

한편, 상기 단자캡(130)과 방열체(140) 및 튜브(110) 간의 각각의 결합이 끼움 결합 또는 적은 수의 볼팅체결로 이루어지므로, 기존에 이용되었던 각 구성 간의 체결인 다수의 볼팅체결 또는 후크결합을 위한 각 부재의 복잡한 구조 등에 의한 결합보다는 단순하면서도 체결에 충분한 일정 수준의 결합력을 얻을 수 있다.

상기 통풍수단은 피에조 팬(160)이거나 마이크로 팬 또는 MEMS (Micro-Electro Mechanical Systems) 기술을 기반으로 하는 전기장에 따른 공기의 이온화를 이용한 방식 등의 튜브(110) 내부에 공기의 흐름을 유도할 수 있는 다양한 방식들 중 선택된 하나이다.

이 통풍수단은 튜브(110) 내부의 공기 흐름에 대해 튜브(110) 내부에 강제 확산되도록 하여 공기 입출구(131)를 통해 외부 냉기와 내부 열기가 원활히 출입되면서 열교환이 발생하도록 하기 위한 것으로, 필요에 따라 공기의 흐름이 공기 입출구(131)를 향해 강제 유동되도록 할 수도 있고, 튜브(110) 내부의 공기 흐름을 활발하게 유도하여 방열체(140)에 의한 열 흡수가 향상되도록 하면서 공기 입출구를 통한 내ㆍ외부 공기의 입출을 조력하게 된다.

상기 통풍수단으로는 소형의 전력으로 충분한 공기의 흐름을 유도할 수 있는 다수의 피에조 팬(160)이 이용됨이 바람직하고, 이 피에조 팬(160)에 대해 도 7a 및 도 7b를 참조하여 자세히 설명하자면, 방열체(140)에 길이방향으로 끼워지는 베이스(161)에 피에조 팬(160)보다 큰 다수의 장착홀(162)이 형성되고, 각각의 장착홀(162)에는 피에조 팬(160)이 장착되는데, 이 장착홀(162)에 피에조 팬(160)의 일단부가 고정되면서 타단부가 자유단이 되도록 장착되어 이루어지며, 이때 자유단이 베이스(161)에 간섭되지 않으면서 자유단의 자유로운 운동이 보장된다.

여기서, 피에조 팬(160)은 일반적으로 알려진 바와 같으므로 자세한 설명은 생략하며, 유사한 기능을 갖는 피에조 팬(160)의 예로는 MIDE 사(미국, Mide Techology Corporation)의 피에조 전기 팬(Piezoelectric Fan)이 있으며, 이외에 인가된 전기에 의해 자유단이 왕복 운동하게 이루어진 피에조 팬의 기본 기술이나 기능은 동일하나 약간의 다른 구성 및 구조, 형태를 갖더라도 본 발명에 적용될 수 있으므로, 도면에 도시된 피에조 팬으로 그 구성 및 구조, 형태 등이 한정되지 않아야 한다.

상기 피에조 팬(160)에 음극과 양극이 교번으로 인가되면 팬(160)의 자유단이 떨리듯 왕복운동을 하면서 튜브(110) 내부의 공기를 공기 입출구(131)를 향해 일방향으로 유동시켜 공기 입출구(131)을 통해 외부로 방출시키게 된다.

여기서, 상기 마이크로 팬(170)의 경우 도 8a 및 도 8b에서 보듯이, 방열체(140)에 길이방향으로 끼워지는 베이스(171)에 마이크로 팬(170)보다 큰 다수의 장착홀(172)이 형성되고, 각각의 장착홀(172)에 마이크로 팬(170)의 몸체가 고정되면서 날개는 회전 가능하도록 장착된다.

이러한 마이크로 팬(170)은 공기 입출구(131)측 일방향으로 열기를 송풍하거나 또는 튜브(110) 내부에서의 대류를 촉진시키도록 설치되어 방열체(140)에 열이 흡수되도록 하면서 공기 입출구(131)를 통해 공기의 입출이 활발해지도록 하고, 공기의 이온화를 이용한 방식 역시 튜브(110) 내부의 열기에 대해 대류가 촉진되도록 설치되거나 일방향으로 열기를 송풍하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 통풍수단은 기존의 엘이디 조명등(도 1의 10, 도 2의 20, 도 3의 30)에서 엘이디 모듈이 장착되는 방열체 또는 커버에 고정되어 열기를 일방향으로 유동시켜 외부로 방출시키거나 또는 내부에서 순환시켜 방열체에 열이 흡수되도록 하고, 이때 필요에 따라 단자캡, 방열체, 커버 등에 외부와 통할 수 있는 공기 입출구가 형성된다.

이상에서는 본 발명에 따른 엘이디 조명등의 구조적인 측면에 대해 설명했다면 이하에서는 방열 및 조사 기능에 대해 도면에 도시된 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명한다.

상기 엘이디 조명등(100)이 기존의 형광등 소켓에 끼워져 발광하게 되면, 튜브(110) 내부에 장착된 엘이디(121)의 빛이 하향으로 직접 조사됨과 더불어 상향으로 조사되어 반사갓 또는 천장에 의해 반사되면서 하향으로 조사하게 되는 간접 조사를 하게 되고, 이때 상기 엘이디 모듈(120)의 엘이디(121)로부터 발광된 빛은 광확산패널(150)의 확산렌즈(150)에 의해 범위를 넓게 하여 조사하게 된다.

따라서, 좁은 범위로 직사(直射)하는 엘이디(121)의 빛이 확산렌즈(150)에 의해 확산됨은 물론 직접 조사 및 간접 조사에 의해 더욱 넓은 범위로 조사하게 된다.

또한, 만약 조사 범위를 더 넓게 하거나 조도를 높이고 싶다면 길이 방향의 1열로 배치된 엘이디(121)가 2열, 3열로 배치되도록 할 수 있고, 이때의 발열은 방열체(140) 및 통풍수단에 의한 방열 기능으로 충분히 냉각시킬 수 있다.

한편, 상기 엘이디 모듈(120)에서 발생된 열은 방열체(140)로 전달되면서 이 방열체(140)의 내면에 돌출 형성된 방열핀(142)까지 전달되어 방열체(140)의 공기 유통로(141) 상의 집적되어 열기(熱氣)로 변환되고, 상기 공기 유통로(141) 상에 설치된 통풍수단인 피에조 팬(160)이 작동하여 일방향으로 열기의 흐름을 유도하여 일측 단자캡(130)의 공기 입출구(131)를 통해 외부로 방출되며, 또한 타측 단자캡(130)의 공기 입출구(131)를 통해 외부의 냉기(冷氣)가 공기 유통로(141)로 유입되어 공기 유통로(141)의 열기가 강하됨은 물론 냉기가 방열체(140)와 접촉하면서 방열체(140)의 온도 강하되면 엘이디 모듈(120)에서 발생된 열의 흡수가 방열체(140)에서 더욱 활발히 진행된다.

이와 같이, 통풍수단에 의해 열기가 방출되면서 냉기가 새로 유입되어 튜브(110) 내부의 온도를 강하시키게 되고, 방열체(140)와 열교환이 활발하여 방열체(140)의 온도를 강하시키게 되며, 냉각된 방열체(140)가 엘이디 모듈(120)에서 발생된 열을 더욱 활발히 흡수하게 되는 등의 다양하게 방열 기능이 진행되어 탁월한 방열 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 통풍수단이 기존의 엘이디 조명등(도 1의 10, 도 2의 20, 도 3의 30)에 설치되면, 엘이디 모듈에서 발생된 열에 의해 상승된 공기가 지속적으로 유동될 수 있도록 하여 방열체와 활발한 접촉이 이루어지도록 하여 방열 효과를 높일 수 있고, 또한 기존의 엘이디 조명등의 단자캡, 커버, 방열체, 튜브 등에 공기 입출구가 형성된다면 열기가 외부로 방출되도록 하는 방식이 추가될 수 있어 더욱 높은 방열 효과를 얻을 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 엘이디 조명등의 일 예가 도시된 분해도이고,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 조명등이 도시된 사시도이며,

도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 엘이디 조명등의 부분 확대도 및 분해도이고,

도 6a 및 도 6b는 도 4에 도시된 방열체의 다른 실시 예이며,

도 7a 및 도 7b는 도 5c에 도시된 통풍 수단인 피에조 팬이 도시된 사시도 및 사용 상태도가 도시된 단면 사시도이고,

도 8a 및 도 8b는 도 7의 통풍 수단의 다른 실시 예인 마이크로 팬이 도시된 사시도 및 사용 상태도가 도시된 단면 사시도이다.

< 도면의 주요 부위에 대한 참조부호의 간단한 설명 >

100..엘이디 조명등 110...튜브,

120...엘이디 모듈 121...엘이디,

130...단자캡 131...공기 입출구,

140...방열체 141...공기 유통로,

142...방열핀 150...광확산패널,

151...확산렌즈 160...피에조 팬.

Claims

인쇄회로기판 및 이 기판에 설치되는 복수의 엘이디를 구비하는 엘이디 모듈을 포함하여 이루어진 엘이디 조명등에 있어서,

상기 조명등에 통풍수단이 설치되고, 이 통풍수단에 의해 엘이디 모듈에서 발생된 열기가 강제 순환되어 냉각되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등.
제1항에 있어서,

상기 통풍수단은 피에조 팬 또는 마이크로 팬 또는 전기장에 따른 공기의 이온화를 이용한 방식 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등.
제2항에 있어서,

상기 조명등은 전극단자가 설치된 단자캡, 방열체, 그리고 커버 또는 튜브 중 어느 하나 이상이 더 포함되고, 이들 중 어느 하나 이상에 조명등 내부로 외부의 냉기가 유입되거나 내부의 열기가 방출되도록 하나 이상의 공기 입출구가 형성되어 이 공기 입출구를 통해 유입된 외부 냉기에 의해 냉각되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등.
제3항에 있어서,

상기 방열체는 길이 방향으로 형성된 중공이면서 엘이디 모듈의 발열이 수집되는 공기 유통로를 가지고, 이 방열체의 일면 이상의 외면에 엘이디 모듈이 장착되며,

상기 방열체가 통풍수단에 의한 공기의 흐름으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등.
제4항에 있어서,

상기 피에조 팬과 마이크로 팬은 공기 유통로의 내면에 형성된 결합홈 또는 방열핀에 끼워져 결합되는 베이스에 장착되고, 공기 유통로에 수집된 열기를 수평으로 유동시켜 단자캡의 공기 입출구를 통해 외부로 방출시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 엘이디의 발광을 확산시키기 위해, 엘이디 모듈에 씌워지듯 설치되는 광확산패널이 더 포함되고,

상기 광확산패널은 엘이디 모듈의 길이방향으로 형성된 렌즈패널과, 이 렌즈패널에 각각의 엘이디에 상응하도록 형성된 다수의 확산렌즈가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등.
엘이디 조명등에 있어서,

엘이디 및 이 엘이디가 설치되며 또한 상기 엘이디를 제어하는 인쇄회로기판을 포함하여 구성된 엘이디 모듈;

이 엘이디 모듈이 삽입된 튜브;

이 튜브의 개방된 양단부에 각각 설치되고, 튜브 내부에 외부의 공기가 유입되도록 공기 입출구가 형성된 단자캡;이 포함되고,

상기 엘이디 모듈에서 발생된 열이 튜브 내부에 확산되면, 양측 단자캡에 각각 형성된 공기 입출구를 통해 외부의 냉기가 유입되면서 튜브 내부의 열이 외부로 방출되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등.