KR20130136019A - 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구 - Google Patents

공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구 Download PDF

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KR20130136019A
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박재덕
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Abstract

본원 발명은 전극이 결합되는 소켓, 소켓이 내부에 안착되고 전원을 LED에 공급하는 인버터, 소켓이 내부에 안착되고 인버터의 하부에 안착되는 흡열판, 흡열판에 밀착되고 LED가 실장된 LED모듈, 소켓의 하부에 결합되어 LED를 내부에 포용하고 구형상의 확산구가 구성된 엘이디 볼전구에 있어서, 상기 소켓은 본체 상부에 일정간격으로 관통 형성되어 소켓의 내부공기가 외부로 배출되는 다수개의 공기배출구가 구성되고; 상기 인버터는 소켓 내부 상측에 구성되고, 관통 형성된 다수개의 공기유출구가 형성되고; 상기 흡열판은 소켓 내부 하측에 구성되고, 관통 형성된 다수개의 흡열판유출구가 형성되고; 상기 흡열판의 하부에는 확산구에 내재되고, 3각형의 외면과, 외면 모서리에 길이방향으로 구성되는 LED모듈 결합돌부와, LED모듈 결합돌부의 측면에 길이방향의 홈이 형성된 LED모듈 결합홈과, 내면 및 방열핀 표면에 돌출 형성된 다수 개로 구성된 3각형 방열돌기와, 3각형의 내면이 관통된 공기순환로로 구성되는 3각형 각주형태로 구성되는 방열기가 결합 구성되어; 방열돌기가 공기순환로를 통과하는 순환공기와 접촉되는 면적이 확대되어 방열기의 온도가 낮아지고 확산구의 내부공기가 LED에서 발생되는 열을 흡수함으로써 LED의 온도가 낮아지는 효과가 있다.

Description

공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구 {Light emitting diode Ball Bulb Haveing Triangular Radiator For Air circulation Cooling Type}
본원 발명은 엘이디(LED: Light emitting diode: 발광다이오드) 볼전구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외면에 다수 개의 LED모듈이 결합되고 내부에 방열핀과 3각형의 방열돌기가 구성된 3각형의 방열기를 확산구 내부에 구성하고, 방열기 상부에 흡열판 및 LED를 구동하는 인버터를 일정간격으로 이격 형성하고 공기배출구가 구성된 소켓을 확산구와 결합하여 소켓 및 확산구의 내부공기가 공기배출구로 순환 배출되어 자연 대류에 의하여 방열기 등이 냉각되는 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구에 관한 것이다.
현재, 가정이나 사무실 등 실내 조명 광원으로는 형광등, 백열등, 할로겐 램프 등의 방전램프가 사용되고 있다. 이러한 방전램프는 높은 구동 전압을 가지므로 전력의 승압으로 인한 에너지 소모가 크고, 폐기시 인체나 환경에 유해한 수은 등의 방전가스를 배출하므로 환경 오염의 원인이 되고 재활용이 불가능한 문제점이 있다.
특히, 유럽연합(EU)에서는 전기·전자제품에 납·수은·카드뮴·6가 크롬(Cr6+) 등의 중금속과 PBB(PolyBromide Binpenyl)·PBDE(PolyBrominated Diphenyl Ether) 등과 같은 유해물질의 사용을 금하는 특정 유해물질 사용제한 규약(RoHS : Restriting the use of Hazardous Substances)과 폐전기·전자제품의 재활용 비용을 생산자가 부담하도록 하는 전기·전자기기폐기물처리지침(WEEE : Waste Electrical and Electronic Equipment Directive)을 제정하여 2006년 7월 1일부터 이를 시행하고 있다.
이에 따라, 현재 사용되는 백열등, 형광등과 같은 조명기구를 대체할 수 있는 새로운 조명기구에 대한 연구 및 개발의 필요성이 대두되고 있다.
또한, LED(Light emitting diode: 발광다이오드) 관련 기술이 급속히 발전함에 따라, 청색 LED와 형광체를 이용하여 백색광을 방출하는 백색 LED가 등장하게 되었는데, 이러한 백색 LED는 기존의 조명 광원에 비해 극소형이며, 소비전력이 적고, 수명이 반영구적이며, 자외선과 같은 유해파 방출이 없고, 수은 및 방전가스를 사용하지 않는 환경친화적인 조명광원으로, 기존의 조명 광원을 대체할 수 있는 유력한 수단으로 각광받고 있다.
등록특허공보 제10-0759803호의 종래기술의 엘이디 볼전구(100)는 도 1과 같이 광원인 LED(141)와; 상기 LED(141)가 고정되는 LED기판(140)과; 상기 LED기판(140)의 하측으로 열전도성 접착부재를 매개로 설치되어 LED(141)에서 발생되는 열을 외부로 방출하고, 가장자리가 상방향으로 절곡되어 유리구(150)의 기저부를 감싸서 외부와의 직접 열접촉에 의해 열을 방출하는 제1히트싱크판과, 수평원판의 둘레에 일정한 간격으로 톱니가 형성되어 이루어지고 제1히트싱크판의 하측으로 하나 이상 중첩되게 결합된 제2히트싱크판으로 이루어진 제1히트싱크(130)와; 상기 제1히트싱크(130)와 결합되어 열을 방출하는 플랫 백 타입의 제2히트싱크(160)와; 상기 LED모듈(140)를 둘러싸는 구형의 유리구(150)와; 정전압원과 정전류원이 구비되어 LED모듈(140)에 안정된 전압과 전류를 공급하는 인버터(20)와; 상기 유리구(150)와 함께 외형을 이루면서 제1,2히트싱크(130,160)와 인버터(20)를 수납하는 하우징(110)과; 상기 하우징(110)에 설치되고 LED모듈(140)에 구동전원을 공급할 수 있도록 외부의 전원공급원과 나사식으로 고정 연결하는 소켓(111)를 포함하여 구성되어 있다.
일반적으로 LED 전구는 빠른 점등속도와 낮은 전력소모 등의 장점이 있으나, 발광부위가 LED모듈에 복수 개의 LED 소자로 구성되어 발열량이 크다.
상기의 이러한 종래기술의 백열등 대체 엘이디 볼전구는 하우징 내부의 공기가 외부와 순환되지 아니하여 하우징의 온도가 상승되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술은 다수 개의 LED칩이 전방부 즉 하측 방향으로만 향하게 구성되어 LED로부터 발산되는 빛이 하측 방향으로 발산되어 측면 방향 즉 수평방향으로 발산되지 못하여 조명 범위가 한정되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술은 LED 소자에서 발생하는 발열량을 방출하기 위하여 하우징 내에 제1히트싱크와 제2히트싱크가 구성되어 전체 구조가 복잡하면서 무거운 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술은 LED가 실장되는 LED모듈의 설치 면적이 한정되어 LED의 갯수가 한정되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술은 제2히트싱크가 하우징의 내부공간을 이용하게 됨으로써 하우징의 내부공간이 협소하게 되어 방열에 하우징의 내부공간을 효율적으로 이용하지 못하는 문제점이 있다.
본원 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 다수 개의 LED모듈을 수직으로 구성되게 하여 측면방향 즉 수평방향으로 조명하도록 하고, LED모듈의 길이와 상관없이 LED모듈이 방열기의 몸체 외면에 슬라이드 삽입 결합되게 하여 LED모듈의 호환성 및 작업성 제고하고, 외면에 다수 개의 LED모듈이 결합되고 내부에 방열핀과 3각형의 방열돌기가 구성된 3각형의 방열기를 확산구 내부에 구성하고 방열기 상부에 흡열판 및 LED를 구동하는 인버터를 일정간격으로 이격 형성하여 소켓 내부에 구성하고 소켓에 공기배출구를 구성하여 소켓과 확산구와 결합하여 소켓 및 확산구의 내부공기가 공기배출구로 순환 배출되어 자연 대류에 의하여 방열기, LED모듈, 흡열판, 인버터가 냉각되게 하게 하여 공기의 자연 순환에 의하여 방열 효과를 제고할 수 있는 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구를 제공하는 데 있다.
본원 발명에 따른 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구는 전극이 결합되는 소켓, 소켓이 내부에 안착되고 전원을 LED에 공급하는 인버터, 소켓이 내부에 안착되고 인버터의 하부에 안착되는 흡열판, 흡열판에 밀착되고 LED가 실장된 LED모듈, 소켓의 하부에 결합되어 LED를 내부에 포용하고 구형상의 확산구가 구성된 엘이디 볼전구에 있어서, 상기 소켓은 본체 상부에 일정간격으로 관통 형성되어 소켓의 내부공기가 외부로 배출되는 다수개의 공기배출구가 구성되고; 상기 인버터는 소켓 내부 상측에 구성되고, 관통 형성된 다수개의 공기유출구가 형성되고; 상기 흡열판은 소켓 내부 하측에 구성되고, 관통 형성된 다수개의 흡열판유출구가 형성되고; 상기 흡열판의 하부에는 확산구에 내재되는 방열기가 결합되는 것이다.
또한, 본원 발명은 상기 방열기는 3각형의 외면과, 외면 모서리에 길이방향으로 구성되는 LED모듈 결합돌부와, LED모듈 결합돌부의 측면에 길이방향의 홈이 형성된 LED모듈 결합홈과, 내면 및 방열핀 표면에 돌출 형성된 다수 개로 구성된 3각형 방열돌기와, 3각형의 내면이 관통된 공기순환로로 구성되는 3각형 각주형태로 구성되는 것이다.
또한, 본원 발명은 상기 흡열판은 소켓의 내부 공간의 하부에 결합 안착되고, 중앙 및 가장자리에 일정간격으로 관통되고 이격된 다수 개의 흡열판유출구가 구성되는 것이다.
또한, 본원 발명은 상기 인버터는 소켓의 내부 공간에 상부의 공기배출구 하부에 결합 안착되어 흡열판의 상부면과 이격 공간이 형성되게 구성되고, 중앙 및 가장자리에 일정간격으로 관통되고 이격된 다수 개의 공기유출구가 구성되는 것이다.
또한, 본원 발명은 상기 확산구는 하부에 내부 공간과 연통되게 관통된 공기유입구가 더 구성되는 것이다.
본원 발명에 따른 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구는 방열돌기가 공기순환로를 통과하는 순환공기와 접촉되는 면적이 확대되어 방열기의 온도가 낮아지는 효과가 있다.
본원 발명은 확산구의 내부공기가 LED에서 발생되는 열을 흡수함으로써 LED의 온도가 낮아지는 효과가 있다.
또한, 본원 발명은 흡열판에 중앙 및 가장자리에 관통된 흡열판유출구, 인버터의 중앙 및 가장자리에 관통된 다수 개의 공기유출구가 구성되어 엘이디 볼전구의 내부공기가 흡열판유출구 및 공기유출구로 유출되어 흡열판 및 인버터의 온도가 낮아지는 효과가 있다.
또한, 본원 발명은 인버터와 흡열판 사이에 공간이 형성되어 LED에서 발생되는 열이 직접 인버터에 전달되지 아니하는 효과가 있다.
또한, 본원 발명은 다수개의 LED칩으로 구성된 다수 개의 LED모듈이 수직으로 구성되어 측면방향 즉 수평방향으로의 조명이 가능한 효과가 있다.
또한, 본원 발명은 LED모듈의 열이 직접 방열기에 전달되고, 방열기의 내부에 방열핀이 구성된 공기 순환통로가 형성되면서 방열기 상부에 흡열판과 인버터 및 소켓을 순차적으로 구성되어 자연적인 대류에 의하여 방열기, LED, 흡열판과 인버터를 냉각하므로 방열이 양호한 효과가 있다.
또한, 본원 발명은 방열기 외면 모서리에 길이방향으로 LED모듈 결합홈이 구성되어, 상기 LED모듈 결합홈과 LED모듈 결합홈 사이에 LED모듈이 슬라이드 결합되어 LED모듈의 길이에 어느 정도 한정되지 아니하므로 LED모듈의 호환성이 양호하면서 방열기에 LED모듈을 결합하는 작업성이 양호한 효과가 있다.
또한, 본원 발명은 냉각효과가 크므로 제2히트싱크가 필요 없어 소켓의 구조가 간단하하여 전체적인 무게가 경량화되는 효과가 있다.
도 1: 종래기술의 엘이디 볼전구 단면도.
도 2: 본원 발명 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구의 분해사시도.
도 3: 본원 발명의 인버터 사시도.
도 4: 본원 발명의 방열기 평면도.
도 5: 본원 발명의 공기순환상태도.
도 6: 본원 발명의 다른 실시예의 확산구 사시도.
도 7: 본원 발명의 다른 실시예의 공기순환상태도.
이하, 본원 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본원 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
본원 발명을 도 2의 본원 발명 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구의 분해사시도, 도 3의 본원 발명의 인버터 사시도, 도 4의 본원 발명의 방열기 평면도, 도 5의 본원 발명의 공기순환상태도, 도 6의 본원 발명의 다른 실시예의 확산구 사시도 및 도 7의 본원 발명의 다른 실시예의 공기순환상태도로 설명한다.
본원 발명은 가정이나 사무실 등 실내 조명 광원으로 사용되는 백열등의 대체등으로써 LED를 이용한 LED전구{Light emitting diode bulb}에 중에서 소켓(10) 및 확산구(60)의 내부공기가 LED모듈(50) 및 인버터(20)에서 발생하는 열을 흡수하여 공기배출구(14)를 통하여 소켓(10) 외부로 배출되면서 LED모듈(50), 방열기(40), 흡열판(30), 인버터(20)를 냉각하는 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구에 관한 것이다.
본원 발명은 소켓(10), 인버터(20), 흡열판(30), 방열기(40), LED모듈(50) 및 확산구(60)의 큰 구성으로 이루어지고, 상기 소켓(10)은 공기배출구(14), 인버터(20)는 공기유출구(21), 흡열판(30)는 흡열판유출구(31), 방열기(40)는 LED모듈 결합돌부(41)와 공기순환로(42)와 방열핀(43)과 LED모듈 결합홈(44)과 방열돌기(46), LED모듈(50)은 LED(51), 확산구(60)는 공기유입구(61) 등의 작은 구성으로 이루어진다.
상기 소켓(10)은 상측에 외부로부터 구동전원을 공급받을 수 있도록 전극(11)이 형성된다.
상기 소켓(10)은 하부에 접근할수록 면적이 넓어지고 하부면이 없이 상·하부가 관통된 내부공간을 형성하는 나팔관 형상의 본체(12)가 구성되고, 본체의 상부 내면에 본체(12)와 일체형 연장되어 하부로 돌출되고 인버터(20)를 안착하여 인버터(20)와 나사체결되는 다수개의 돌출부가 구성된다.
또한, 상기 소켓(10)은 본체(12)의 하부 내면에 본체(12)와 일체형 연장되고 하부로 돌출된 링형상으로 구성되고 내부에 흡열판(30)이 안치되는 링플랜지(15)가 구성되고, 링플랜지(15)에 일체형 연장되고 하부로 돌출되고 흡열판(30)을 안착하는 일정간격으로 구성되는 다수개의 안착부(13)가 구성되고, 본체(12)의 상부에 공기배출구(14)가 구성된다.
상기 공기배출구(14)는 소켓(10)의 본체(12) 상부 부근에 일정간격으로 이격되어 관통 형성되며 소켓(10)의 내부공기가 외부로 배출되고 일정간격으로 이격된 다수개로 구성된다.
상기 공기배출구(14)의 면적은 내부공기의 배출 시 공기배출구(14)에서 병목현상이 발생하지 아니하도록 다음에 설명하는 인버터(20)의 공기유출구(21)의 면적과 동일하거나 그 이상으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 공기배출구(14)의 면적이 공기유출구(21)의 면적보다 작게 구성되면 소켓(10)의 내부공기가 공기배출구(14)의 저항을 받아 소켓(10)의 외부로 신속하게 배출하지 못하게 되기 때문이다.
상기 공기배출구(14)는 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구의 사용시 미관 즉 공기배출구(14)가 시야에서 보이지 아니하도록 소켓(10)의 본체(12) 상부면에 설치하는 것이 바람직하다.
상기 안착부(13)는 하부면에 흡열판(30)을 나사 체결하여 안착하는 것으로서 안착부(15)의 끝단에서 소켓(10)의 본체(12) 끝단의 높이 차이는 흡열판(30)이 측층되는 높이보다 같거나 조금 크게 구성된다.
한편, 상기 링플랜지(15)는 소켓(10)의 하부 내면과 일체형으로 구성되면서 하부로 돌출되고 링형상으로 구성되고 흡열판(30)을 외주면으로 포용하게 된다.
상기 링플랜지(15)의 끝단은 소켓(10)의 하부 즉 본체(12)의 하부 끝단과 동일한 위치에 구성되고 링플랜지(15)와 소켓(10)의 본체(12) 하부 끝단은 서로 이격되어 이격되는 공간이 형성되고, 이 공간에는 다음에 설명하는 확산구(60)가 삽입된다.
상기 소켓(10) 내부에서 일정거리로 이격구성 되어 다수개의 돌출부에 인버터(20)가 안착되고, 안착부(13)에 흡열판(30)이 안착되면 인버터(20)의 하부면과 흡열판(30)의 상부면은 일정거리로 이격되어 소켓(10) 내부에서 인버터 기판과 흡열판(30)의 사이에는 이격 공간이 형성된다.
상기 흡열판(30)을 링플랜지(15)의 내경에 위치시키면 링플랜지(15)의 내주면이 흡열판(30)의 외주면에 접촉하거나 인접하게 되면서 안착부(13)가 흡열판(30)을 안착하여 더 이상 소켓(10) 내부로 삽입되는 것을 정지시키면서 그 위치를 고정하게 되고, 안착된 흡열판(30)을 나사 등으로 체결한다.
상기 소켓(10)에서 나팔관 형상에 의하여 형성되는 중공부의 내부공간은 전극선을 통해 입력되는 교류전류를 LED 전구에 적합한 직류전류로 변환하여 LED모듈(50)에 제공하고 LED(51)를 구동하기 위한 구동회로가 구성된 인버터(20)가 소켓(10)의 내면 상부에 장착된다.
상기 인버터(20)는 LED모듈(50)에 직류 전류를 공급하며, 소켓(10) 내부 상부에 삽입 장착되어 소켓(10) 내부에서 소켓(10) 상측에 형성되어 있는 전극과 전극선에 의하여 전기적으로 연결 구성되며 LED모듈(50)과는 배선 등을 통해 전기적으로 연결된다.
상기 인버터(20)는 소켓(10)의 상측 내부 공간의 공기배출구(14) 하부에 결합 안착 구성되어 흡열판(30)의 상부면과 이격 공간이 형성되게 구성되고, 소켓(10) 하부의 내부 공기가 소켓(10)의 상부로 유출되게 하는 중앙 및 가장자리에 일정간격으로 관통되고 이격된 다수개의 공기유출구(21)가 구성되며, 흡열판(30)을 통과한 공기가 이격 공간 및 공기유출구(21)를 통과하면서 인버터(20)를 냉각한다.
상기 인버터(20)는 기판이 통상적으로 사용되고 있는 수지계열의 재질로 구성되며, 확산구(60)의 내부에 있는 과열공기가 공기유출구(21)를 통하여 공기배출구(14)를 통하여 소켓(10)의 내부공간으로 유입된다.
상기 모든 공기유출구(21)의 면적을 합한 면적이 인버터 기판 면적의 8~20%로 구성된다.
상기 공기유출구(21)의 합한 면적이 인버터 기판 면적의 8%이하일 경우에는 소켓(10)의 내부온도가 종래기술과의 온도차가 많이 발생하지 아니하고, 20%이상일 경우에는 소켓(10)의 내부온도가 많이 저하되나 인버터 기판의 면적이 많이 감소되어 회로를 구성하는데 어려움이 있다.
상기 흡열판(30)은 상부가 안착부(13)와 밀착되어 안착되고, 하부가 다음에 설명하는 LED모듈(50)과 결합되어 소켓(10) 내부 하측에 형성되고, 일정한 두께로 형성되며 알루미늄 등 열도성을 갖는 재질의 판으로 되어 LED모듈(50) 즉, LED(51)에서 발생하는 열을 흡수하는 것으로서 LED모듈(50)에서 발생하는 열과 열교환하여 열을 흡수하여 체내에 축적하며 소켓(10) 및 확산구(60)의 내부공기와 열교환에 의하여 냉각된다.
상기 흡열판(30)은 소켓 내부 공간 하측에 결합 안착되고, 일정간격으로 관통되고 이격 형성된 다수개의 흡열판유출구(31)가 형성되고, 가장자리 부근에는 흡열판(30)을 안착부(13)에 체결하는 나사가 체결되는 나사홈 또는 나사공이 일정간격으로 형성된다.
상기 흡열판(30)은 소켓(10) 내부에 형성되므로 흡열판(30)의 가장자리의 형상과 소켓(10)의 내부 하측 가장자리의 형상이 대응되도록 동일하게 구성되며 LED(51)에서 발생되는 열의 량 즉, LED(51)의 밝기 다시 말하면 와트(WATT)에 따라 그 두께를 달리할 수 있다.
즉, 상기 흡열판(30)은 설치 개수가 탄력적으로 되어 2개 또는 3개 등으로 적층구성할 수 있으며 적층 개수가 많아 질수록 체결에 사용되는 나사의 길이도 길어 지게 되고 흡열판(30)이 흡수하는 열도 많게 되게 되어 고와트의 LED모듈(50)은 흡열판(30)의 갯수를 많게 할 수 있다.
상기 LED모듈(50)은 램프의 광원으로 사용되며 확산구(60)가 형성하는 내부에 형성되고 LED(51)가 실장된 LED기판을 포함한다.
상기 LED모듈(50)은 전극회로가 형성되어 있는 LED기판과, LED기판의 상부에 부착되고 전극회로에 의하여 서로 전기적으로 연결되는 다수 개의 LED(51)로 구성된다.
상기 방열기(40)는 흡열판(30)의 하부에는 확산구(60)에 내재되어 결합 구성되며, 3각형의 외면과, 외면 모서리에 길이방향으로 구성되는 LED모듈 결합돌부(41)와, LED모듈 결합돌부(41)의 측면에 길이방향의 홈이 형성된 LED모듈 결합홈(44)과, 내면 및 방열핀(43) 표면에 돌출 형성된 다수 개로 구성된 3각형 방열돌기(46)와, 3각형의 내면이 관통된 공기순환로(42)로 구성되는 3각형 각주형태로 구성된다.
상기 방열기(40)는 방열기 몸체(45)와 방열핀(43)과 방열돌기(46)와 LED모듈 결합돌부(41) 및 LED모듈 결합홈(44)으로 구성되되, 몸체는 3각형으로 된 각주형태로 구성되고, 방열핀(43)은 몸체 내부에 구성되면서 3각형의 내면이 관통되어 공기가 순환되는 공기순환로로 구성된다.
상기 방열기 몸체(45) 내부는 공기순환로(42)가 형성되어 있으며, 상기 방열핀(43)은 몸체 내부 표면에 형성되면서 표면적을 증가시키고 방열효과를 향상시키기 위해 방열기(40)의 길이방향을 따라 LED(51)의 발광시 발생되는 열을 방출시키기 위하여 다수 개가 방사상(放射狀)으로 내부 중심을 향하여 돌출 형성된다.
상기 방열핀(43)은 일정 간격으로 이격 형성되어 격벽(54)의 역할을 하면서 방열핀(43)과 방열핀(43) 사이는 외부 공기가 방열기(40) 내부로 유입되어 통과하는 공기순환로(42)가 된다.
상기 방열기(40)에는 LED모듈(30)의 결합을 위하여 LED모듈 결합돌부(41)와 LED모듈 결합홈(44)이 형성되며, 상기 LED모듈 결합돌부(41)는 방열기(40)의 3각형의 외면 모서리에 방열기(40)의 길이방향으로 구성되고, LED모듈 결합홈(44)은 LED모듈 결합돌부(41)의 측면에 길이방향의 홈으로 형성된다.
상기 LED모듈 결합돌부(41)와 LED모듈 결합홈(44)은 방열기(40)의 3각형의 외면 모서리 각각에 "Ω"형상으로 형성되어 상기 LED모듈 결합홈(44)은 채널이 되어 각각의 LED모듈(30)이 상기 LED모듈 결합홈(44)과 LED모듈 결합홈(44) 사이에 슬라이드 결합된다.
상기 LED모듈(30)이 LED모듈 결합홈(44)과 LED모듈 결합홈(44) 사이에 슬라이드 결합됨으로서 방열기(40) 방열기 몸체(45) 외면 각각에 LED모듈(30)이 밀착 결합되어 LED(31)에서 발생하는 열이 직접 방열기(40)에 전달된다.
상기 LED모듈(30)은 방열핀(43)의 3각형 외면에 각각 결합되는 것으로서 3개의 LED모듈(30)이 소요된다.
상기 방열핀(43)은 전체의 두께가 균일하게 할 수도 있고 끝단으로 갈수록 얇게 구성될 수도 있으며 2단 또는 3단 등의 형상에 의하여 끝단으로 갈수록 얇게 구성될 수도 있다.
상기 방열핀(43)이 끝단으로 갈수록 두께를 얇게 구성하는 이유는 방열핀(43)이 방열기 몸체(45)에 가까울수록 LED에서 발생한 열을 많이 전도 받고 또한 방열핀(43)의 불필요한 무게를 감소하기 위함이다.
상기 방열핀(43)은 방열기 몸체(45) 내부에 일체형으로 연장 도출 형성되어 방열기 몸체(45) 내부의 중심에 구성되면서 끝단이 몸체 내부 공기순환로(42)의 중심에서 일체형으로 결합되어 형성되는 방열핀 중심부가 구성된다.
상기 방열핀(43) 중심부에 나사홈이 형성되고 다음에 설명하는 확산커버(20)의 하부 중앙에 나사홈을 형성하여 나사로서 확산커버(20)를 방열핀(43)에 결합한다.
상기 방열핀 중심부는 방열핀(43)의 강도를 보강하는 구성으로서 다수의 방열핀(43)에서 방열기 몸체(45) 내부 중심에 인접하게 구성된 방열핀(43)의 일단이 방열기 몸체(45) 내부 중심에서 결합 형성되어 방열핀(43)이 일체형이 되게 한다.
상기 방열핀(43) 중심부가 형성되면 공기 순환통로는 다수 개로 형성되어 방열핀(43)의 갯수와 동일한 갯수로 개체 형성된다.
한편, 상기 방열기(40)에는 3각형 형상의 방열돌기(46)가 더 구성되는데, 방열돌기(46)는 방열기 몸체(45)의 내면 및 방열핀(43)의 표면에 톱니 형상으로 돌출 형성된 다수 개로 구성된다.
상기 방열돌기(46)가 LED(31)에서 발생하는 열을 흡수하여 공기순환로(42)를 통과하는 순환공기와 열교환되어 순환공기에 의하여 냉각됨으로써 방열기(40)를 조기 냉각된다.
상기 방열기 몸체(45), 방열핀(43) 및 방열핀 중심부 및 방열돌기(46)는 열전도가 잘되게 열전도율이 높은 금속재질 예를 들어 알루미늄의 재질로 일체형으로 구성되며 압출성형 방식으로 형성할 수도 있다.
상기 방열핀(43)의 상단부에는 다음에 설명하는 결합체(50)의 하부에 고정할 수 있도록 3개의 나사홈 다시 말하면 상기 방열기(43) 각주형태로 모서리 상단부 즉, LED모듈 결합돌부(41)의 상단부에 3개의 나사홈이 형성되어 나사로서 방열기(40)를 결합체(50)에 결합한다.
상기 확산구(60)는 내부 공간에 LED모듈(50)이 장착된 방열기(40)가 안치되어 LED(51)에서 방출되는 빛을 입사시켜 외부로 확산시키며, LED(51)는 방전램프와 다르게 빛이 확산되는 각도가 작기 때문에 확산구(60)가 LED모듈(50)의 전방에 구성되어 빛이 조사되는 각도를 확장시킴으로써 조명되는 면적을 증가시켜 더욱 효율적인 조명 효과를 얻게 한다.
상기 확산구(60)의 내부공기가 방열기(40)의 공기순환로(42)와 방열기 몸체(45) 외면 즉 LED모듈(50)과 접촉 통과하여 소켓(10)의 공기배출구로 배출되면서 방열기(40), LED모듈(50), 흡열판(30), 인버터(20) 등을 냉각한다.
한편, 상기 방열기(40), LED모듈(50), 흡열판(30), 인버터(20) 등의 냉각이 더욱 잘되게 하기 위하여 확산구(60) 하부에 내부 공간과 연통되게 관통된 공기유입구(61)가 더 구성한다.
상기 공기유입구(61)로 엘이디 볼전구의 외부공기가 확산구(60-1) 내부로 유입되어 유입된 공기가 방열기(40)의 공기순환로(42)와 방열기 몸체(45)의 외면 즉 LED모듈(50)과 접촉되어 통과하여 소켓(10)의 공기배출구(14)로 배출되면서 방열기(40), LED모듈(50), 흡열판(30), 인버터(20) 등의 냉각을 촉진한다.
상기 확산구(60)의 재질은 빛의 투과율을 향상시키기 위하여 투명한 유리로 사용되나 아크릴(acrylic) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)가 사용될 수도 있고 다양한 조명효과를 나타낼 수 있도록 다양한 색상의 유리, 아크릴 또는 폴리카보네이트가 사용될 수도 있다.
상기 확산구(60)는 구 형상의 커버로서 소켓(10)의 하부에 착탈 가능하게 구성되며, 확산구(60)의 상부면에는 확산구(60) 본체와 일체형으로 연장 구성되는 플랜지 형상의 결합부가 구성된다.
상기 확산구(60)의 결합부 외경과 소켓(10)의 하부 내경이 밀착되게 구성되어 확산구(60)의 결합부를 소켓(10) 즉 본체(12)의 하부 내주 면과 링플랜지(15)의 외주면 사이에 삽입하여 결합하면 확산구(60)가 소켓(10)에 결합된다.
상기 확산구(60)와 소켓(10)의 결합은 확산구(60)와 소켓(10)의 내주면 또는 외주면에 나사를 구성하여 나사 결합할 수도 있고, 본드 등의 접착제를 사용하여 결합할 수도 있고, 하우징의 하부를 관통하는 나사공을 형성하여 이 나사공에 나사를 체결하여 결합할 수도 있다.
상기 확산구(60)의 결합부는 소켓(10)의 하부 내경에 밀착되게 구성되어 확산구(60)의 결합부가 소켓(10)에 결합되면 소켓(10)의 하부 내주면과 링플래지(15)의 외주면 사이에 소켓(10)의 상부 내면으로 돌출되어 소켓(10)의 외부로 노출되지 아니하게 된다.
상기 확산구(60)가 아크릴 또는 폴리카보네이트일 경우에는 원터치 확산구(60)의 체결을 원터치 체결 방식으로 할 수 있으며, 원터치 체결 방식은 소켓(10)의 내면 또는 외면에 요홈이 일정간격으로 형성되고 상기 요홈에 결합되는 돌기가 아크릴 또는 폴리카보네이트의 확산구(60)의 내면, 외면 또는 상부 끝단에 돌기를 형성하여 이 돌기가 요홈에 원터치 결합한다.
상기 원터치 체결방식은 아크릴 또는 폴리카보네이트의 확산구(60)에 소켓(10)하부 즉 링플랜지(15)를 대면시킨 후 확산구(60)와 소켓(10)의 각 끝단에 압력을 작용시키면 소켓(10)에 확산구(60)가 체결된다.
상기 인버터(20)와 LED모듈(50) 및 전극선이 연결된 상태에서 인버터(20)를 소켓(10)의 돌출부에 안치하면 돌출부가 더 이상 인버터(20)를 더 이상 소켓(10) 내부로 삽입되는 것을 정지시키게 되고 정지된 위치에서 인버터(20)를 나사로서 고정한다.
이 상태에서 상기 흡열판(30)을 안착부(13)에 안착시킨 후 나사체결하면 흡열판(30)이 안착부(13)에 체결되며, 이 상태에서 LED(51)가 실장된 LED모듈(50)을 LED모듈 결합홈(44)으로 삽입하여 결합된 방열기(40)를 흡열판(30) 하부면에 나사로서 체결한다.
상기 방열기(40)가 흡열판(30)에 체결되면 확산구(60)를 나사 또는 원터치에 의하여 소켓(10)에 체결하면 본원 발명의 조립이 완성된다.
상기와 같이 조립이 완성되면 확산구(60)는 내부공간이 형성되면서 LED모듈(50)이 소켓(10)과 결합되어 확산구(60) 내부공간에 위치하게 되면서 LED(51)는 소켓(10)의 외부 방향으로 향하게 되어 소켓(10)의 외부로 빛을 조사하게 된다.
상기 흡열판(30)과 인버터(20)는 소켓(10) 내부에서 이격되게 구성되어 흡열판(30)과 인버터(20) 사이에는 일정 간격의 이격된 거리에 의하여 이격 공간 즉 소켓(10)의 내부공간이 형성되어, 이격 공간의 내부공기가 흡열판(30)의 열과 인버터(20)에서 발생되는 열을 흡수하여 공기유출구(21)를 통하여 배출되면서 흡열판(30)과 인버터(20)의 온도를 저하시킨다.
상기 인버터(20)와 흡열판(30)의 이격 거리는 원형 흡열판의 경우는 흡열판 직경의 1/4이상으로 구성된다.
상기 이격 거리가 흡열판 직경의 1/4 미만일 경우에는 흡열판(30)과 인버터(20)가 형성하는 공간이 협소하여 내부공기가 흡열판(30)의 온도를 충분하게 흡수하지 못하게 된다.
상기 방열기(40)의 상면은 흡열판(30)의 하면과 밀착되고, 흡열판(30)의 상면은 소켓(10)의 내부공간에 노출되고, 인버터(20)의 하면도 소켓(10)의 내부공간에 노출되며, 인버터(20)의 상면은 소켓(10) 상부 내면과 이격되게 되고 인버터(20)의 공기유출구(21)는 소켓(10)의 공기배출구(14)와 접근 위치하게 된다.
본원 발명은 소켓(10)의 내부공기가 인버터(20)의 공기유출구(21)로 통과하여 공기배출구(14)를 통하여 소켓(10)의 외부로 배출되면서 흡열판(30)과 인버터(20)의 온도를 저하시키고, 확산구(60)의 내부공기가 LED모듈(50)의 기판유출공(43)과 흡열판(30)의 흡열판유출구(31)로 유출되어 소켓(10)의 내부공기와 함께 공기배출구(14)를 통하여 소켓(10)의 외부로 배출되어 LED(51)에서 발생되는 열을 냉각한다.
상기 소켓(10)의 내부공기가 공기배출구(14)를 통하여 자연 순환 배출되어 LED(51)에서 발생한 열을 흡수함으로써 LED(51)의 온도가 상승하는 것을 방지하고 LED(51) 및 방열기(40)를 냉각하게 된다.
상기 확산구(60)의 내부공기는 LED(51)와 직접적으로 열교환하여 LED(41)의 온도가 상승하는 것을 방지하여 LED(51)를 냉각하고 자신은 온도가 상승되어 흡열판(30)의 흡열판유출구(31)를 통과하여 인버터(20)와 흡열판(30)의 사이에 형성된 공간으로 유입되어 인버터(20)의 공기유출구(21)를 통과하여 소켓(10)의 공기배출구(14)를 통하여 외부로 배출되면서 흡열판(30) 및 인버터(20)가 순환공기에 의하여 냉각된다.
상기 소켓(10)의 내부공기는 소켓(10)의 내부공간에서 흡열판(30) 및 인버터(20)의 열을 흡수하여 소켓(10)의 외부로 배출되어 흡열판(40) 및 인버터(20)의 온도가 상승하는 것을 방지하고, 확산구(60)의 내부공기는 ED모듈(50)의 열을 흡수하여 소켓(10)의 내부공간으로 유입되어 LED모듈(50), 흡열판(30) 및 인버터(20)의 열을 흡수하여 소켓(10)의 외부로 배출되어 LED모듈(50), 흡열판(40) 및 인버터(20)의 온도가 상승하는 것을 방지한다.
따라서, 본원 발명은 소켓의 내부공기가 LED에서 발생되는 열을 흡수하여 공기배출구를 통하여 외부로 배출함으로써 LED, 흡열판 및 인버터의 온도가 낮아지고, 인버터와 흡열판 사이에 이격 공간이 형성되어 LED에서 발생되는 열이 직접 인버터에 전달되지 아니하고, LED, 흡열판 및 인버터의 온도가 저하됨으로써 이들의 수명이 연장되는 등의 효과가 있다.
이와 같이, 본원 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본원 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로, 본원 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 소켓 11: 전극
12: 본체 13: 안착부
14: 공기배출구 15: 링플랜지
20: 인버터 21: 인버터유출구
30: 흡열판 31: 흡열판유출공
40: 방열기 41: LED모듈 결합돌부
42: 공기순환로 43: 방열핀
44: LED모듈 결합홈 45: 방열기 몸체
46:방열돌기 50: LED모듈
51: LED 60: 확산구
61: 공기유입구

Claims (5)

  1. 전극이 결합되는 소켓, 소켓이 내부에 안착되고 전원을 LED에 공급하는 인버터, 소켓이 내부에 안착되고 인버터의 하부에 안착되는 흡열판, 흡열판에 밀착되고 LED가 실장된 LED모듈, 소켓의 하부에 결합되어 LED를 내부에 포용하고 구형상의 확산구가 구성된 엘이디 볼전구에 있어서,
    상기 소켓은 본체 상부에 일정간격으로 관통 형성되어 소켓의 내부공기가 외부로 배출되는 다수개의 공기배출구가 구성되고;
    상기 인버터는 소켓 내부 상측에 구성되고, 관통 형성된 다수개의 공기유출구가 형성되고;
    상기 흡열판은 소켓 내부 하측에 구성되고, 관통 형성된 다수개의 흡열판유출구가 형성되고;
    상기 흡열판의 하부에는 확산구에 내재되는 방열기가 결합 구성되어;
    상기 확산구의 내부공기가 흡열판유출구 및 공기유출구를 통하여 공기배출구로 배출되면서 흡열판 및 인버터가 순환공기에 의하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열기는 3각형의 외면과, 외면 모서리에 길이방향으로 구성되는 LED모듈 결합돌부와, LED모듈 결합돌부의 측면에 길이방향의 홈이 형성된 LED모듈 결합홈과, 내면 및 방열핀 표면에 돌출 형성된 다수 개로 구성된 3각형 방열돌기와, 3각형의 내면이 관통된 공기순환로로 구성되는 3각형 각주형태로 구성되어;
    상기 3각형 방열돌기가 LED에서 발생하는 열을 흡수하고 공기순환로를 통과하는 순환공기에 의하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡열판은 소켓의 내부 공간의 하부에 결합 안착되고, 중앙 및 가장자리에 일정간격으로 관통되고 이격된 다수 개의 흡열판유출구가 구성되어;
    상기 확산구의 내부공기가 방열기의 공기순환로와 몸체 외면을 통과하여 소켓의 공기배출구로 배출되면서 방열기, LED모듈, 흡열판, 인버터 등을 냉각하는 것을 특징으로 하는 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인버터는 소켓의 내부 공간에 상부의 공기배출구 하부에 결합 안착되어 흡열판의 상부면과 이격 공간이 형성되게 구성되고, 중앙 및 가장자리에 일정간격으로 관통되고 이격된 다수 개의 공기유출구가 구성되어;
    상기 흡열판을 통과한 공기가 이격 공간 및 공기유출구를 통과하면서 인버터를 냉각하는 것을 특징으로 하는 공기순환 냉각형 삼각방열기 엘이디 볼전구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 확산구는 하부에 내부 공간과 연통되게 관통된 공기유입구가 더 구성되어;
    상기 공기유입구로 엘이디 볼전구의 외부공기가 확산구 내부로 유입되어 유입된 공기가 방열기의 공기순환로와 방열기 몸체의 외면을 통과하여 소켓의 공기배출구로 배출되면서 방열기, LED모듈, 흡열판, 인버터 등을 냉각하는 것을 특징으로 하는 공기순환 냉각형 삼각방열기 LED 램프.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016195405A3 (ko) * 2015-06-03 2017-01-26 홍중곤 공기 순환식 엘이디 전구 조립체
KR20180067890A (ko) * 2016-12-13 2018-06-21 시그마엘이디 주식회사 엘이디 전구
KR102369810B1 (ko) 2021-06-01 2022-03-04 성주용 백열 전구형 돔 엘이디 전구

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