WO2014069933A1 - 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치 - Google Patents

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WO2014069933A1
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light
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이종석
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(주)바이브
김명희
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting diode illumination device, and more particularly, to condense the light from the LED element to the lens to reach the high intensity light to a long distance, and to promote heat dissipation by filling the fluid in the frame and permeability
  • the present invention relates to a light emitting diode lighting apparatus having a heat dissipation, waterproofing, and moistureproof structure using a fluid that can be used both in water and on the ground without moisture permeation.
  • LED lamps have low power consumption, semi-permanent life, low lighting time, and natural light, which are suitable for street light, security light, tunnel light, fishing light, and playground. It is widely used as a light source for lighting, and the demand for replacing existing light sources is increasing exponentially because it can affect animals, plants, and human body by using a special single wavelength that could not be realized in existing light sources. .
  • fish can be classified into light-refractive species and non-light-reflective fishes that respond well to light, such as squid, anchovy, mackerel, horse mackerel, saury, cutlass, eel and sardines.
  • fishing lamps as an operation method for catching the same light fish, and conventionally used metal halide lamps as fishing lamps, but because of low luminous efficiency, high power consumption, and frequent replacement of lamps Due to the high cost, recently, a large number of LED lamps are used.
  • Korean Unexamined Patent Publication No. 2010-129800 LED Underwater Lighting and Acquisition Lamp Actively Responding to Changes in Hydraulic Pressure
  • the structure of the collection lamp is an envelope-type enclosure, the surface area of the collection lamp itself is wide, and when it enters the water, the collection lamp is pushed by the current due to the large surface area, and the enclosure itself keeps shaking and the lighting direction is not constant. The efficiency falls and there is a problem that it cannot be used at all for applications other than picking up underwater.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention, by filling the fluid in the case is not only excellent cooling effect, but also can prevent water permeation and moisture phenomena in the water frame even if subjected to large water pressure It is to provide a light emitting diode lighting device having a heat dissipation, waterproofing, moisture-proof structure using a fluid that can be used in both underwater and above the ground without deformation.
  • Still another object of the present invention is to condense the light emitted from the LED element with a lens so that high intensity light can be reached to a long distance, and by forming a space portion through the frame, the lighting device can be placed in the sea current even if it is put in the water. It is possible to irradiate light in a certain direction without shaking the frame, and to provide a light emitting diode lighting device having a heat-dissipating, waterproofing, and moisture-proof structure using a fluid that does not cause the lighting device to fall or be damaged by wind pressure even when strong winds blow from the ground. It is to.
  • a light emitting diode lighting apparatus having a heat dissipation, waterproofing, and moistureproof structure using a fluid includes a space portion formed at a rear surface thereof, and through-holes are formed at regular intervals on a front surface thereof.
  • the illumination pipe made of a cylindrical and translucent material;
  • a PCB substrate positioned inside the lighting pipe and mounted with LED elements at equal intervals along a length direction;
  • the inside of the lighting pipe is plate-shaped ( ⁇ ) )
  • a planar polygonal inner frame is provided
  • the PCB substrate is attached and fastened to the inner frame
  • the PCB substrate is further provided with at least one of a camera, a depth sensor, a proximity sensor for the earth leakage sensor.
  • the blue color of the color of the LED is 400 to 500nm
  • the green wavelength is 500 to 570nm
  • the red wavelength is 600 to 800nm
  • the lighting device is further provided with a remote control to display the color of the LED element It is configured to be able to convert or flash.
  • the illumination pipe made of a cylindrical and translucent material;
  • a Ronneon LED positioned inside the lighting pipe and further provided with an inner frame having a circular or polygonal shape and attached to an outer circumferential surface of the inner frame;
  • the light emitting diode lighting device having a heat dissipation, waterproofing, and moisture proof structure using a fluid according to the present invention having the above structural features can be used both underwater and on the ground, and has a cooling effect because the fluid is filled in the case of the lighting device. Not only is it excellent, it can prevent permeation and moisture permeation in the water and above the ground, and even if a large water pressure is applied to the frame of the lighting device in the deep sea, the shape of the frame is not deformed due to the incompressibility of the fluid filled in the frame.
  • the lighting device of the present invention is filled with a fluid inside the frame so that the above moisture permeation phenomenon does not occur.
  • the illumination device of the present invention collects and emits light from the LED element with a lens, it is possible to reach high-illuminance light to a long distance, and since the space part penetrating the case is formed, the illumination device is underwater. Even if it is inserted, the current flows through the space part, so the frame can be irradiated with light in a certain direction without the flow of the current, so it is excellent in picking efficiency when used as a picking light. Wind pressure does not cause the lighting device to fall or break.
  • FIG. 1 is a front view and a side view of a first embodiment of a lighting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which the heat radiation fins are installed in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a third embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is an assembly view of a fourth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded view of FIG. 6.
  • FIG 8 is a view showing a light pipe and a lighting unit in the fourth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 9 is a view illustrating a part of an exploded view of the lighting unit in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a view showing a light pipe and a lighting unit in a fifth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 11 is an assembly view of a sixth embodiment using a Ronneon LED in the lighting apparatus according to the present invention.
  • the cooling effect is excellent by filling the fluid in the frame (case) of the lighting device, the water is prevented from permeability and moisture permeation and due to the incompressibility of the fluid filled in the frame even under a large water pressure
  • the shape of the frame does not change, and the space part penetrates the case, so that the lighting device does not shake due to the current in the water, so that light can be irradiated in a certain direction.
  • the device is not tripped over or damaged.
  • the light emitting diode lighting apparatuses 10 and 20 of the present invention can be used for all the same purposes as the lighting lamps used in the ground as well as the fishing lamps used in the water, and the frame of the lighting devices 10 and 20 is the front frame 11, 21, the rear frames 12 and 22 coupled to the rear of the front frames 11 and 21, the PCB board 13 on which the LEDs emitting light for illumination are mounted, and the fluid 18 filled in the space of the frame. It is configured to include, the frame may be manufactured using a glass or plastic, as well as metal.
  • the front frames 11 and 21 have a space portion formed at the rear side, and through holes are formed at regular intervals on the front side, and fluid inlets 11a and 21a are formed on the upper surface or the lower surface or the side surface, so Used to fill (18).
  • Rear frame (12, 22) is plate-shaped ),
  • the gasket is inserted into the rear of the front frame (11, 21) and is fastened by fastening means such as bolts to serve to seal the space.
  • fastening means such as bolts to serve to seal the space.
  • it can also be sealed by bonding with an adhesive.
  • PCB board 13 is mounted to the LED 14 at regular intervals on the front to emit light for illumination, it is arranged to emit light through the through-hole formed in the front of the front frame (11, 21), if necessary
  • An infrared chip may be mounted instead of the LED 14, or a camera may be mounted instead of the LED 14 to examine ground and underwater conditions.
  • PCB board 13 is fixed to the front frame (11, 21) located in the front of the LED 14 by the PCB fixing bolt (13a), especially in the absence of the rear heat sink is provided with a bimetal (13c) in the circuit portion (13b) When the heat emitted from the LED 14 rises above a certain temperature, it is preferable to cut off the circuit to protect the circuit.
  • the space 18 (refer to the space between the PCB substrate and the rear frame) of the front frame (11, 21) is filled with a fluid 18.
  • the reason for filling the fluid 18 is, first, absorbs the heat generated from the LED Second, to prevent the deformation and breakage caused by the pressure change, temperature change of the instrument from atmospheric pressure, water pressure or temperature change when the instrument is used underwater or on the ground by using the inherent incompressibility of the fluid. This is because it acts as a buffer to protect the apparatus from external shocks.
  • the fluid 18 is preferably a polymer compound extracted from mineral oil.
  • the fluid 18 has a transparent color and a fluidity range of -50 to 200 ° C., and does not discolor with light and heat, and has excellent water separation. Should be.
  • the fluid 18 is filled in the space between the PCB substrate 13 and the rear frame 12, so that the filled fluid absorbs and releases the heat generated by the LED, as well as permeability and moisture permeation within the frame. The phenomenon does not occur.
  • the frame may be formed in one row in which the front and rear frames 11, 12, 21, and 22 are combined, but the frame may be equally spaced horizontally or vertically from the front and rear frames 11, 12, 21, and 22. It is preferable to arrange and use so that it may be arrange
  • each frame may be filled individually (see FIG. 4), but a flow path 11b may be formed so that fluids filled in each frame can communicate with each other (see FIGS. 1 and 5). An electric wire for supplying power is also inserted through the oil passage 11b.
  • the current flows through the space formed between the strings even when used underwater. Since the current flows, the lighting device does not shake, and even when used on the ground, even if the strong wind blows, the strong wind passes through the space formed between the lines so that the lighting device does not fall or break.
  • the frame may be changed in addition to the shape shown in the drawing.
  • the inlet 11a should be sealed, and the fluid inlet 11a formed in the front frame 11.
  • the sealing ball frame (11c) is inserted into the sealing ball (sealing ball, 11d) is inserted, wherein the sealing ball frame (11c) is sealed to the front frame 11 by the sealing ball (11d).
  • an O-ring (16) is inserted between the through hole formed in the front frame 11 and the front surface of the lens 15, and a nut (female thread) is inserted into a portion where the lens 15 of the front frame 11 is inserted.
  • the lens 15 is fixed by fastening the lens pressing bolt 17 at the rear of the lens 15, and placing the PCB substrate 13 at the rear of the lens pressing bolt 17.
  • the fixing bolt 13a is fixedly coupled to the front frame 11.
  • the O-ring 16 can also be bonded with an adhesive.
  • a transparent resin plate or a glass plate may be provided on the front surface of each LED 14, but it is preferable to mount the lens 15 on the front surface of each LED 14.
  • the color of the lens 15 may be a variety of colors, and the shape of the lens is also implemented in various forms according to the shape of the through-hole formed in the front frame 11, in the present invention, by mounting the lens to collect and irradiate light Because of this, high-illuminance light can reach far distances.
  • the heat dissipation is not a problem because they are naturally cooled, but when used on the ground, the outer surface of the rear frame 12 for heat dissipation generated by the LED emitting light. It is preferable to apply foamed epoxy resin 12a to a predetermined thickness to foam and install a rear heat sink having the heat radiating fins 12b set at equal intervals to release heat (see FIG. 3).
  • the rear heat sink may use an aluminum heat sink without using foamed epoxy resin.
  • the light emitting diode lighting apparatus includes a light pipe (34) made of a high light transmitting material, and a lower frame (31) and an upper frame (32) fastened to the lower and upper ends of the light pipe (34), respectively.
  • the fluid and the LED elements 42 filled in the lighting pipe 34 are mounted to include the PCB substrate 41 positioned in the lighting pipe 34 as a basic component.
  • the epoxy resin may be filled without filling the fluid.
  • the light pipe 34 has a cylindrical shape, and is made of a light-transmitting material such as plastic or glass so that light emitted from the lighting unit 40 located therein can be transmitted, and stoppers 341,
  • the inner frame 35 is fixed to the center of the lighting pipe 34 by fastening the 342, but the lighting pipe 34 may be a polygonal column instead of a cylinder.
  • the lighting pipe 34 may be manufactured in a double tube in consideration of the cooling effect, and may be manufactured in a hollow shape along the longitudinal center of the lighting pipe 34.
  • the stoppers 341 and 342 fastened to the upper and lower ends of the light pipe 34 so that the upper and lower ends of the PCB substrate 41 or the inner frame 35 can be inserted (see FIG. 8). ).
  • the stoppers 341 and 342. There is no need to tighten.
  • the inner frame 35 is inserted over the entire length of the inside of the light pipe 34, the inner frame is plate-like ( ⁇ ) Although it is good also as a member of (), it is preferable to make a planar shape polygonal for illumination in all directions, and the PCB board 41 is attached and fastened to the outer surface of a polygonal shape (refer FIG. 8 and 9). If the length of the lighting device is not long, without inserting the inner frame 35, the PCB board 41 is directly inserted into the stoppers 341 and 342 to be fixed (see FIG. 10), or the stoppers 341 and 342. If it is not fastened to the lower frame 31 and the upper frame 33 may be directly fixed to the installation.
  • PCB board 41 is attached to the outer surface of the inner frame 35 and fastened, the front surface is mounted with LED elements 42 at equal intervals along the longitudinal direction, each LED element for a long distance irradiation It is also possible to mount a lens (not shown) on the front surface of the 42. In addition, an infrared chip may be mounted instead of the LED device 42 or a camera may be used to examine the ground and underwater conditions as necessary.
  • the rear plate of the PCB substrate 41 is provided with one or more of the depth sensor, the proximity sensor for the earth leakage sensor, in the control circuit and the sensor unit 43, the depth sensor is a sensor for measuring the water depth by measuring the water pressure
  • the proximity sensor for picking up is a sensor for grasping the degree of picking up of a target fish species when used as a picking up light.
  • the circuit portion is provided with a bimetal so that the circuit can be protected by blocking the circuit when the heat generated by the LED element 42 rises above a predetermined temperature.
  • the inside of the light pipe 34 is filled with a fluid for the release of heat generated by the LED element 42, the fluid absorbs and releases the heat generated by the LED element 42, and uses the inherent incompressibility of the fluid underwater It prevents the deformation and breakage of the device from the change of pressure or temperature applied to the device when used for the ground, and it serves as a buffer to protect the device from external impact.
  • the fluid has a transparent color and has a fluidity range of -50 to 200 ° C., and does not discolor with light and heat and has excellent water separation.
  • the fluid is injected into the lighting pipe 34 through the fluid injection hole 313 formed in the lower frame 31, and then the fluid injection hole 313 is sealed.
  • the filled fluid not only absorbs and releases the heat generated by the LED element 42 but also serves to prevent the permeation and moisture permeation from occurring inside the light pipe 34 and as a buffer to protect the apparatus.
  • the lower frame 31 and the upper frame 32 have a cylindrical shape (such as a light pipe) by bonding at the lower end and the upper end of the lighting pipe 34 and then tightened through the bolt holes 312 and 322 to compensate for this.
  • Each of the bolts may be fastened, or screwed or O-rings may be inserted to fasten the wires for supplying power supplied to the lighting unit 40 through the upper frame 32 to be sealed by the lead and to the upper frame 42. It is preferable to fasten the upper frame cover 33 to the upper end of the upper frame 32 in order to protect the wires, etc. If the battery is used as a power source, the battery can be built in the upper frame cover 33. Configure it to be.
  • the wavelength of the favorite light varies depending on the fish species, the blue wavelength is 400-500 nm, the green wavelength is 500-570 nm, and the red wavelength is 600-800. What is nm is used.
  • the light pipe 34 has a cylindrical shape, it is preferable to form planar portions 311 and 321 on one or both sides of the lower frame 31 and the upper frame 32 fastened to the lower and upper ends thereof. By forming a section, the lighting device can be prevented from rolling on the floor.
  • the bottom of the lower frame 31 may be attached to the attachment 36 of the shape such as an awl or a harpoon, such as using the attachment 36 to fix the lighting device perpendicular to the ground or a certain place. It can also be used for outdoor activities at night while being illuminated.
  • a commercially available Ronneon LED may be attached with an adhesive to form a lighting apparatus without attaching a PCB substrate to an outer circumferential surface of an inner frame located inside the lighting pipe. Since the Ronneon LED is a line in which the LED elements are mounted at regular intervals, it is wound on the outer circumferential surface of the inner frame in a spiral manner and bonded.

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Abstract

본 발명은 LED 소자에서 나오는 빛을 렌즈로 집광해서 조도가 높은 빛을 원거리까지 도달할 수 있게 하고, 프레임 내에 유체를 충진함으로써 방열을 촉진하고 투수 및 투습현상이 발생하지 않으며, 수중과 지상에서 모두 사용 가능한 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치는, 후면에 공간부가 형성되고, 전면(前面)으로는 일정한 간격으로 통공이 형성되며, 유체주입구가 형성된 전면프레임; 상기 전면프레임의 후면에 체결되어 상기 공간부를 밀폐시키는 판상(板狀)의 후면프레임; 전면에 일정한 간격으로 LED가 실장되어 있으며, 상기 전면프레임의 통공을 통해 빛을 발하도록 배치되는 PCB 기판; 상기 전면프레임의 공간부에 충진되며, 광유(鑛油)로부터 추출한 고분자화합물인 유체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치
본 발명은 발광다이오드 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, LED 소자에서 나오는 빛을 렌즈로 집광해서 조도가 높은 빛을 원거리까지 도달할 수 있게 하고, 프레임 내에 유체를 충진함으로써 방열을 촉진하고 투수 및 투습현상이 발생하지 않으며, 수중과 지상에서 모두 사용 가능한 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치에 관한 것이다.
LED 조명등은 LED(Light Emitting Diode)가 갖고 있는 소비전력이 적고, 수명이 반영구적이며, 점등에 소요되는 시간이 적고, 자연스러운 빛을 연출할 수 있다는 장점으로 인하여 가로등, 보안등, 터널등, 집어등, 운동장의 조명등 등의 광원으로 많이 사용되고 있으며, 기존 광원에서 구현할 수 없었던 특별한 단일파장을 이용하여 동·식물 및 인체에 영향을 줄 수 있다는 점에서 기존의 여러 광원들을 대체하는 수요가 기하급수적으로 증가하고 있다.
집어등(集
Figure 9b5a
燈)을 예로 들면, 어류는 빛에 대한 반응에 따라 빛을 잘 따르는 추광성 어종과 빛을 잘 따르지 않는 비추광성 어류로 구분할 수 있는데, 오징어, 멸치, 고등어, 전갱이, 꽁치, 갈치, 장어 및 정어리 등과 같은 추광성 어류를 잡기 위한 조업 방법으로 집어등을 사용하는 것이 일반적이고, 집어등으로 종래에는 메탈할라이드(metal halide) 램프를 주로 사용했으나, 발광효율이 낮고 전력소모가 크며 주기적으로 램프를 교체해야 하기 때문에 많은 비용이 소요되어 근래에는 LED를 이용한 집어등을 많이 사용하고 있다.
예를 들면, 대한민국 공개특허 제2010-129800호 "수압 변화에 능동적 대응하는 LED 수중 조명 겸 집어등"은 투광성을 갖는 2장의 박판을 체결수단으로 밀봉 체결하여 봉투형 구조를 한 함체 내에 LED가 실장된 PCB 기판을 내장하고, 함체 내부를 액상의 절연성 광투과물질로 충진하여 액상 방열효과와 다양한 압력 조건에도 방수효과를 갖게 하는 플렉시블 함체로 된 집어등이다.
하지만, 상기 집어등은 구조가 봉투형 함체로 되어 있어서 집어등 자체의 표면적이 넓어서 수중에 들어 갔을 때 넓은 표면적으로 인해 집어등이 해류에 밀려 함체 자체가 계속 흔들리게 되어 조명 방향이 일정하지 않기 때문에 집어등으로서의 집어효율이 떨어지게 되고, 수중에서 사용하는 집어등 이외의 용도로는 전혀 사용할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 케이스 내에 유체를 충진함으로써 냉각효과가 뛰어날 뿐만 아니라 수중에서의 투수 및 투습현상을 방지할 수 있고 큰 수압을 받더라도 프레임의 형상이 변형되지 않으며, 수중과 지상에서 모두 사용 가능한 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, LED 소자에서 나오는 빛을 렌즈로 집광해서 조도가 높은 빛을 원거리까지 도달할 수 있게 하고, 프레임을 관통하는 공간부를 형성해 둠으로써 조명장치를 수중에 집어넣더라도 해류에 의해 프레임이 흔들거리지 않고 일정한 방향으로 빛을 조사할 수 있으며, 지상에서 강풍이 불더라도 풍압에 의해 조명장치가 넘어지거나 파손되지 않는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치는, 후면에 공간부가 형성되고, 전면(前面)으로는 일정한 간격으로 통공이 형성되며, 유체주입구가 형성된 전면프레임; 상기 전면프레임의 후면에 체결되어 상기 공간부를 밀폐시키는 판상(板
Figure 72c0
)의 후면프레임; 전면에 일정한 간격으로 LED가 실장되어 있으며, 상기 전면프레임의 통공을 통해 빛을 발하도록 배치되는 PCB 기판; 상기 전면프레임의 공간부에 충진되며, 광유(鑛油)로부터 추출한 고분자화합물인 유체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치는, 원통 형상이고 투광성 있는 재질로 된 조명파이프; 상기 조명파이프의 내측에 위치하며, 길이방향을 따라 등간격으로 LED 소자가 실장된 PCB 기판; 상기 조명파이프의 내부에 충진되며, 광유(鑛油)로부터 추출한 고분자화합물인 유체; 상기 조명파이프의 하단부와 상단부에 각각 체결되는 원통 형상의 하부프레임 및 상부프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 조명파이프의 내측에는 판상(板
Figure 72c0
)이거나 평면이 다각형 형상인 내부프레임이 구비되고, PCB 기판은 내부프레임에 부착 체결되며, PCB 기판에는 카메라, 수심센서, 집어용 근접센서, 누전센서 중 하나 이상이 더 구비되어 있다.
바람직하게는, LED의 색상 중 청색의 파장은 400∼500㎚, 녹색의 파장은 500∼570㎚, 적색의 파장은 600∼800㎚이며, 조명장치는 리모콘을 더 구비하고 있어서 LED 소자의 색상을 변환시키거나 또는 점멸시킬 수 있도록 구성된다.
또, 본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치는, 원통 형상이고 투광성 있는 재질로 된 조명파이프; 상기 조명파이프의 내측에 위치하고, 평면이 원형 또는 다각형 형상인 내부프레임이 더 구비되며, 상기 내부프레임의 외주면에 부착된 론네온 LED; 상기 조명파이프의 내부에 충진되며, 광유(鑛油)로부터 추출한 고분자화합물인 유체; 상기 조명파이프의 하단부와 상단부에 각각 체결되는 원통 형상의 하부프레임 및 상부프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구조적 특징을 갖는 본 발명에 따른 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치는, 수중과 지상에서 모두 사용 가능하고, 조명장치의 케이스 내에 유체를 충진했기 때문에 냉각효과가 뛰어날 뿐만 아니라 수중과 지상에서 투수와 투습현상을 방지할 수 있고, 깊은 바다 속에서 조명장치의 프레임에 큰 수압이 가해지더라도 프레임 내에 충진된 유체의 비압축성으로 인해 프레임의 형상이 변형되지 않는다. 또한, 수목조명등, 분수조명등, 경관조명등, 보도블럭 조명등과 같은 지상의 습한 장소에서 사용되는 조명등은 아무리 방수를 잘 해서 제작했어도 조명등 내부와 외부의 온도차 때문에 투습현상이 발생하여 조명등 내부에 물방울이 생기게 되어 조도가 약해지거나 회로 손상으로 사용이 불가능하게 되지만, 본 발명의 조명장치는 프레임 내부에 유체를 충진했기 때문에 상기와 같은 투습현상이 발생하지 않는다.
또한, 본 발명의 조명장치는, LED 소자에서 나오는 빛을 렌즈로 집광해서 조사하기 때문에 조도가 높은 빛을 원거리까지 도달할 수 있게 하고, 케이스를 관통하는 공간부를 형성해 두었기 때문에 조명장치를 수중에 집어넣더라도 해류가 공간부를 관통해서 지나가기 때문에 해류의 흐름에도 프레임이 흔들거리지 않고 일정한 방향으로 빛을 조사할 수 있어서 집어등으로 사용할 경우 집어효율이 뛰어나며, 조명장치를 지상에 설치할 경우 강풍이 불더라도 풍압에 의해 조명장치가 넘어지거나 파손되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 조명장치 제1실시예의 정면도와 측면도이다.
도 2는 도 1의 A-A로 자른 단면도이다.
도 3은 도 2에서 방열핀을 설치한 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 조명장치의 제2실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 조명장치의 제3실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 조명장치 제4실시예의 조립도이다.
도 7은 도 6의 분해도이다.
도 8은 본 발명에 따른 조명장치 제4실시예에서 조명파이프와 조명부를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에서 조명부의 분해도 중 일부를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 조명장치의 제5실시예에서 조명파이프와 조명부를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 조명장치에서 론네온 LED를 사용한 제6실시예의 조립도이다.
본 발명에 따른 발광다이오드 조명장치의 기술적 특징은, 조명장치의 프레임(케이스) 내에 유체를 충진시킴으로써 냉각효과가 뛰어나고 수중에서 투수 및 투습현상 방지되며 큰 수압을 받더라도 프레임 내에 충진된 유체의 비압축성으로 인해 프레임의 형태가 변하지 않게 했다는 점과, 케이스를 관통하는 공간부를 형성해 둠으로써 수중에서는 해류에 의해 조명장치가 흔들거리지 않아 일정한 방향으로 빛을 조사할 수 있으며, 지상에서는 강풍이 불더라도 풍압에 의해 조명장치가 넘어지거나 파손되지 않게 했다는 점이다.
본 발명의 발광다이오드 조명장치(10, 20)는 지상에서 사용하는 조명등용은 물론 수중에서 사용하는 집어등과 같은 용도로 모두 사용할 수 있으며, 조명장치(10, 20)의 프레임은 전면프레임(11, 21)과, 전면프레임(11, 21)의 후면에 결합되는 후면프레임(12, 22), 조명을 위해 빛을 발하는 LED가 실장된 PCB 기판(13) 및 프레임의 공간부에 충진된 유체(18)를 포함하여 구성되는데, 프레임은 금속은 물론 유리 또는 플라스틱 등을 사용하여 제조될 수 있다.
전면프레임(11, 21)은 후면에 공간부가 형성되고, 전면(前面)으로는 일정한 간격으로 통공이 형성되며, 상면이나 하면 또는 측면에는 유체주입구(11a, 21a)가 형성되어 있어서 공간부에 유체(18)를 충진시킬 때 사용된다.
후면프레임(12, 22)은 판상(板
Figure 72c0
)의 부재로, 전면프레임(11, 21)의 후면에 가스켓 등을 삽입하고 볼트와 같은 체결수단으로 체결되어 공간부를 밀폐시키는 역할을 하게 된다. 물론 접착제로 접착시켜 밀폐시킬 수도 있다.
PCB 기판(13)은 전면에 일정한 간격으로 LED(14)가 실장되어 조명을 위한 빛을 발하게 되며, 전면프레임(11, 21)의 전면에 형성된 통공을 통해 빛을 발하도록 배치되는데, 필요에 따라 LED(14) 대신 적외선 칩을 실장할 수도 있고, LED(14) 대신 카메라를 장착하여 지상 및 수중 상황을 살펴보는 용도로도 사용할 수 있다. PCB 기판(13)은 LED(14)의 전면에 위치한 전면프레임(11, 21)에 PCB 고정볼트(13a)로 고정시키며, 특히 후면방열판이 없는 경우에는 회로부(13b)에 바이메탈(13c)이 구비되어 있어서 LED(14)에서 발하는 열이 일정 온도 이상으로 상승하면 회로를 차단하여 회로를 보호할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
전면프레임(11, 21)의 공간부(PCB 기판과 후면프레임 사이의 공간을 지칭함)에는 유체(18)가 충진되는데, 유체(18)를 충진시킨 이유는 첫째, LED에서 발생하는 열을 흡수하여 방출하기 위한 것이고, 둘째, 유체 고유의 비압축성을 이용하여 수중이나 지상용으로 사용시 기구물에 걸리는 대기압, 수압 또는 온도변화로부터 기구물의 압력변화, 온도변화에 의한 변형과 파손을 예방하기 위한 것이며, 세째, 외부 충격으로부터 기구물을 보호하는 완충제의 역할을 하기 때문이다.
유체(18)는 광유(鑛油)로부터 추출한 고분자화합물을 사용하는 것이 바람직한데, 유체(18)는 투명한 색상으로 유동성 범위가 -50∼200℃이며, 빛과 열에 대하여 변색되지 않고 수분리성이 우수해야 한다. 이와 같이 유체(18)를 PCB 기판(13)과 후면프레임(12) 사이의 공간부에 충진하기 때문에, 충진된 유체가 LED에서 발생하는 열을 흡수하여 방출시키게 될 뿐만 아니라 프레임 내부에 투수 및 투습현상이 발생하지 않게 된다.
프레임은 전면 및 후면프레임(11, 12, 21, 22)이 결합된 1열로 형성된 것을 사용해도 되지만, 프레임은 전면 및 후면프레임(11, 12, 21, 22)을 가로 또는 세로로 등간격으로 2∼6줄로 배열하고 각 프레임의 양단(兩端)을 서로 연결하여 일체로 형성되게 구성하여 사용하는 것이 바람직하다. 프레임을 복수로 배열했을 때 각 프레임마다 각각 충진해도 되지만(도 4 참조), 각 프레임에 충진된 유체가 서로 연통될 수 있도록 유로(11b)를 형성할 수도 있다(도 1, 5 참조). 유로(11b)를 통해서는 전원을 공급하기 위한 전선도 삽입되게 된다.
프레임은 도 1, 4, 5에 도시한 바와 같이, 복수의 줄(복수로 형성된 프레임의 개수를 말함)로 형성된 사이에 공간이 있기 때문에 수중에서 사용할 때도 해류가 줄 사이에 형성된 공간을 관통하여 지나가기 때문에 해류가 흐르더라도 조명장치가 흔들리지 않게 되고, 지상에서 사용할 때도 강풍이 불더라도 강풍이 줄 사이에 형성된 공간을 관통하여 지나가기 때문에 조명장치가 넘어지거나 파손되지 않게 된다. 프레임은 상기 도면에 도시한 형태 외에도 얼마든지 변경할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전면프레임(11)의 유체주입구(11a)를 통해 유체(18)를 주입한 후, 주입구(11a)를 밀폐시켜야 하는데, 전면프레임(11)에 형성된 유체주입구(11a)에 실링볼프레임(11c)을 삽입하고 실링볼(sealing ball, 11d)을 삽입하는데, 이때 실링볼프레임(11c)이 실링볼(11d)에 의해 전면프레임(11)에 압착 밀봉되어지게 된다.
또한 전면프레임(11)에 형성된 통공과 렌즈(15)의 전면 사이에 오링(O-ring, 16)을 삽입하고, 전면프레임(11)의 렌즈(15)가 삽입되는 부분에 너트(암나사)를 형성하여 렌즈(15)의 후면에서 렌즈누름볼트(17)를 체결하여 렌즈(15)를 고정시키며, 렌즈누름볼트(17)의 후면에 PCB 기판(13)을 배치하여 PCB 기판(13)을 PCB 고정볼트(13a)로 전면프레임(11)에 고정 결합시킨다. 물론 오링(16)을 사용하지 않고 접착제로 접착시킬 수도 있다.
각 LED(14)의 전면(前面)에는 투명한 수지판 또는 유리판을 설치할 수도 있으나, 각 LED(14)마다 전면에 렌즈(15)를 장착하는 것이 바람직하다. 렌즈(15)의 색상은 다양한 색상으로 할 수 있으며, 렌즈의 모양도 전면프레임(11)에 형성된 통공의 모양에 맞춰 다양한 형태로 구현하여 장착하며, 본 발명에서는 렌즈를 장착함으로써 빛을 집광하여 조사해 주기 때문에 조도가 높은 빛을 원거리까지 도달할 수 있게 된다.
조명장치(10, 20)를 수중에서 사용할 때는 물 속이기 때문에 자연적으로 냉각시키기 때문에 방열이 문제되지 않으나, 지상에서 사용할 때는 LED가 빛을 발하면서 발생하는 열의 방열을 위해 후면프레임(12)의 외측면에 발포에폭시수지(12a)를 일정 두께로 도포하여 발포시키고, 등간격으로 방열핀(12b)을 세운 후면방열판을 설치하여 열을 방출하게 하는 것이 바람직하다(도 3 참조). 물론 후면방열판은 발포에폭시수지를 사용하지 않고 알루미늄 방열판을 사용할 수도 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 발광다이오드 조명장치는 투광성이 높은 재질로 된 조명파이프(34)과, 조명파이프(34) 하단과 상단에 각각 체결되는 하부프레임(31)과 상부프레임(32), 조명파이프(34) 내부에 충진되는 유체 및 LED 소자(42)가 실장되어 조명파이프(34) 내에 위치하는 PCB 기판(41)을 기본적인 구성요소로 구비하게 된다. 유체를 충진시키지 않고 에폭시 수지를 충진시켜도 상관없다.
조명파이프(34)는 원통 형상이고, 내부에 위치하는 조명부(40)에서 발광된 빛이 투광될 수 있도록 플라스틱 계열 또는 유리와 같은 투광성이 높은 재질로 제작되며, 상단과 하단에서 각각 마개(341, 342)를 체결하여 내부프레임(35)이 조명파이프(34)의 중앙에 고정시키게 되는데, 조명파이프(34)는 원통이 아니라 다각형 형상의 기둥으로 해도 상관없다. 또한, 도시하지는 않았지만, 냉각효과를 고려하여 조명파이프(34)를 이중관으로 제작하여, 조명파이프(34)의 길이방향 중심을 따라 중공(中空) 형상으로 제작할 수도 있다.
조명파이프(34)의 상단과 하단에 체결되는 마개(341, 342)에는 PCB 기판(41) 또는 내부프레임(35)의 상단과 하단이 삽입될 수 있도록 홈을 형성해 놓는 것이 바람직하다(도 8 참조). 또한, 도시하지는 않았지만 하부프레임(31)과 상부프레임(33)의 내부 쪽에 PCB 기판(41) 또는 내부프레임(35)의 상단과 하단이 삽입될 수 있도록 홈을 형성해 놓는다면 마개(341, 342)를 체결하지 않아도 된다.
내부프레임(35)은 조명파이프(34)의 내측 전체 길이에 걸쳐 삽입되는데, 내부프레임은 판상(板
Figure 72c0
)의 부재로 해도 되지만, 모든 방향으로의 조명을 위해 평면 형상을 다각형 형상으로 하는 것이 바람직하며, 다각형 형상의 외측면에 PCB 기판(41)을 부착 체결한다(도 8 및 9 참조). 만일 조명장치의 길이가 길지 않을 경우에는 내부프레임(35)을 삽입하지 않고, PCB 기판(41)을 마개(341, 342)에 직접 삽입하여 고정하거나(도 10 참조), 마개(341, 342)를 체결하지 않는 경우에는 하부프레임(31)과 상부프레임(33)에 직접 고정하여 설치할 수도 있다.
PCB 기판(41)은 내부프레임(35)의 외측면에 부착 체결되며, 전면(前面)에는 길이방향을 따라 등간격으로 LED 소자(42)가 실장되어 있고, 원거리까지의 조사를 위해 각 LED 소자(42)의 전면(前面)에는 렌즈(미도시)를 장착하여 구성할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 LED 소자(42) 대신 적외선 칩을 실장하거나 카메라를 장착하여 지상 및 수중 상황을 살펴보는 용도로도 사용할 수 있다.
PCB 기판(41)의 후면판에는 수심센서, 집어용 근접센서, 누전센서 중 하나 이상을 제어회로 및 센서부(43)에 구비하게 되는데, 수심센서는 수압을 측정하여 수심을 측정하기 위한 센서이고, 집어용 근접센서는 집어등으로 사용할 경우 대상 어종의 집어 정도를 파악하기 위한 센서이며, 누전센서는 누전으로 인한 이상 작동을 감지하기 위한 것이다. 또한, 회로부에는 바이메탈을 구비하여 LED 소자(42)에서 발하는 열이 일정 온도 이상으로 상승하면 회로를 차단하여 회로를 보호할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
조명파이프(34)의 내부에는 LED 소자(42)에서 발생하는 열의 방출을 위해 유체를 충진시키는데, 유체는 LED 소자(42)에서 발생하는 열을 흡수하여 방출시키고, 유체 고유의 비압축성을 이용하여 수중이나 지상용으로 사용시 기구물에 걸리는 압력의 변화 또는 온도변화로부터 기구물의 변형과 파손을 예방해 주며, 외부 충격으로부터 기구물을 보호하는 완충제의 역할을 해준다.
유체는 광유(鑛油)로부터 추출한 고분자화합물을 사용하는 것이 바람직한데, 유체는 투명한 색상으로 유동성 범위가 -50∼200℃이며, 빛과 열에 대하여 변색되지 않고 수분리성이 우수해야 한다. 이와 같은 유체를 하부프레임(31)에 형성된 유체주입홀(313)을 통해 조명파이프(34) 내부에 유체를 주입한 후 유체주입홀(313)을 밀폐시킨다. 이와 같이 충진된 유체가 LED 소자(42)에서 발생하는 열을 흡수하여 방출시키게 될 뿐만 아니라 조명파이프(34) 내부에 투수 및 투습현상이 발생하지 않도록 하는 역할 및 기구물을 보호하는 완충제 역할을 해준다.
하부프레임(31) 및 상부프레임(32)은 원통 형상(조명파이프와 같은 형상)으로 조명파이프(34)의 하단부와 상단부에서 본딩하여 체결한 후 이를 보완하기 위해 볼트구멍(312, 322)을 통해 볼트로 각각 체결하거나, 나사결합 또는 오링을 삽입하여 체결할 수도 있는데, 상부프레임(32)을 통해 조명부(40)에 공급되는 전원을 공급하는 전선이 인입되어 밀봉되며, 상부프레임(42)에 인입되는 전선부 등을 보호하기 위해 상부프레임(32)의 상단부에는 상부프레임 덮개(33)를 체결하는 것이 바람직하며, 만일 전원을 배터리를 사용할 경우에는 상부프레임 덮개(33) 내부에 배터리를 내장할 수 있도록 구성한다.
본 발명의 조명장치를 집어등으로 사용할 경우에는 어종마다 좋아하는 불빛의 파장이 다르기 때문에 LED의 색상 중 청색의 파장은 400∼500㎚, 녹색의 파장은 500∼570㎚, 적색의 파장은 600∼800㎚인 것을 사용한다.
조명파이프(34)가 원통 형상이기 때문에 그 하단과 상단에 체결되는 하부프레임(31)과 상부프레임(32)의 일면 또는 양측면에는 평면부(311, 321)를 형성해 두는 것이 바람직한데, 이와 같이 평면부를 형성해 둠으로써 본 조명장치가 바닥에서 구르는 것을 방지할 수 있다.
본 조명장치에 리모콘(미도시)을 더 구비하여 LED 소자(42)에서 발하는 빛의 색상을 변환시키거나 또는 점멸시킬 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 하부프레임(31)의 하단에는 송곳이나 작살 등과 같은 형상의 어태치(36)를 부착할 수도 있는데, 이와 같은 어태치(36)를 이용하여 본 조명장치를 지면 혹은 일정 장소에 수직으로 고정해 놓고 조명을 받으면서 야간 야외활동을 하는데 활용할 수도 있다.
지금까지는 조명등으로 본 발명의 조명장치 하나만 설치한 것을 예로 들어 설명했으나, 본 발명의 조명장치를 직렬로 복수개 연결하여 사용할 수도 있다.
또, 도 11에 도시된 것과 같이, 조명파이프의 내측에 위치하는 내부프레임의 외주면에 PCB 기판을 부착하지 않고, 시중에서 판매하고 있는 론네온 LED를 접착제로 부착하여 조명장치를 구성할 수도 있다. 론네온 LED는 LED 소자가 일정한 간격으로 실장된 선(線)이기 때문에 내부프레임의 외주면에 나선상으로 감아서 접착시킨다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20 : 조명장치 11, 21 : 전면프레임
12, 22 : 후면프레임 13 : PCB 기판
14 : LED(발광다이오드) 15 : 렌즈
16 : 오링(O-ring) 17 : 렌즈누름볼트
18 : 유체
30 : 프레임 31 : 하부프레임
32 : 상부프레임 33 : 상부프레임 덮개
34 : 조명파이프 35 : 내부프레임
36 : 어태치
40 : 조명부 41 : PCB 기판
42 : LED 소자 43 : 제어회로 및 센서부

Claims (16)

  1. 후면에 공간부가 형성되고, 전면(前面)으로는 일정한 간격으로 통공이 형성되며, 유체주입구가 형성된 전면프레임;
    상기 전면프레임의 후면에 체결되어 상기 공간부를 밀폐시키는 판상(板
    Figure 72c0
    )의 후면프레임;
    전면에 일정한 간격으로 LED가 실장되어 있으며, 상기 전면프레임의 통공을 통해 빛을 발하도록 배치되는 PCB 기판;
    상기 전면프레임의 공간부에 충진되며, 광유(鑛油)로부터 추출한 고분자화합물인 유체;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전면 및 후면프레임이 결합된 프레임은 등간격으로 2∼6줄로 배열되며, 각 프레임의 양단(兩端)을 서로 연결하여 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각 프레임에 충진된 유체가 서로 연통될 수 있도록 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각 LED의 전면(前面)에는 렌즈가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 PCB 기판에는 일정 온도에서 회로를 차단할 수 있도록 바이메탈이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전면프레임의 유체주입구를 통해 유체를 주입한 후, 주입구를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후면프레임의 외측면에는 일루미늄 방열판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  8. 원통 형상이고, 투광성 있는 재질로 된 조명파이프;
    상기 조명파이프의 내측에 위치하며, 길이방향을 따라 등간격으로 LED 소자가 실장된 PCB 기판;
    상기 조명파이프의 내부에 충진되며, 광유(鑛油)로부터 추출한 고분자화합물인 유체;
    상기 조명파이프의 하단부와 상단부에 각각 체결되는 원통 형상의 하부프레임 및 상부프레임;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조명파이프의 내측에는 판상(板
    Figure 72c0
    )이거나 평면이 다각형 형상인 내부프레임이 더 구비되며, 상기 PCB 기판은 내부프레임의 판상 또는 다각형 형상의 외측면에 부착 체결되는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조명파이프의 상단과 하단에는 각각 마개가 체결되며, 마개에는 상기 내부프레임 또는 PCB 기판의 상단과 하단이 삽입되는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 상부프레임의 상단부에는 상부프레임 덮개가 더 체결되고, 상기 상부프레임 덮개 내부에는 배터리를 내장할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 PCB 기판에는 카메라, 수심센서, 집어용 근접센서, 누전센서 중 하나 이상이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  13. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 LED의 색상 중 청색의 파장은 400∼500㎚, 녹색의 파장은 500∼570㎚, 적색의 파장은 600∼800㎚인 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 조명장치는 리모콘을 더 구비하여, 상기 LED 소자의 색상을 변환시키거나 또는 점멸시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 각 LED의 전면(前面)에는 렌즈가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
  16. 원통 형상이고, 투광성 있는 재질로 된 조명파이프;
    상기 조명파이프의 내측에 위치하고, 평면이 원형 또는 다각형 형상인 내부프레임이 더 구비되며, 상기 내부프레임의 외주면에 부착된 론네온 LED;
    상기 조명파이프의 내부에 충진되며, 광유(鑛油)로부터 추출한 고분자화합물인 유체;
    상기 조명파이프의 하단부와 상단부에 각각 체결되는 원통 형상의 하부프레임 및 상부프레임;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유체를 이용한 방열·방수·방습구조를 갖는 발광다이오드 조명장치.
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