WO2020059930A1 - Led 등기구 - Google Patents

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WO2020059930A1
WO2020059930A1 PCT/KR2018/011489 KR2018011489W WO2020059930A1 WO 2020059930 A1 WO2020059930 A1 WO 2020059930A1 KR 2018011489 W KR2018011489 W KR 2018011489W WO 2020059930 A1 WO2020059930 A1 WO 2020059930A1
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WO
WIPO (PCT)
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frame body
led
heat dissipation
auxiliary
power supply
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/011489
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English (en)
French (fr)
Inventor
김성진
윤태식
Original Assignee
인성 엔프라 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인성 엔프라 주식회사 filed Critical 인성 엔프라 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
    • F21V17/10—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening
    • F21V17/12—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening by screwing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
    • F21V19/003—Fastening of light source holders, e.g. of circuit boards or substrates holding light sources
    • F21V19/0045—Fastening of light source holders, e.g. of circuit boards or substrates holding light sources by tongue and groove connections, e.g. dovetail interlocking means fixed by sliding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to an LED luminaire, and in detail, it maximizes heat dissipation efficiency through simple structural changes, and at the same time, it is easy to replace equipment by improving assembly and improving the uniformity of light.
  • a lighting device is a device that converts light energy into electrical energy to emit light.
  • the lighting infrastructure is developed and the fields of lighting are diversified, 20% of the total electricity consumption is used for lighting purposes. Accordingly, various studies have been conducted on high-intensity lighting with high energy efficiency.
  • the LED lighting device is an eco-friendly material that can not only save energy resources due to low power consumption, but also reduce waste emissions such as mercury and greenhouse gas (CO2). Therefore, it is widely used as a light source element for various lighting lamps.
  • Such an LED lighting device has a disadvantage of generating local heat in a device because it emits high-brightness light from a small device.
  • the circuit may not operate normally due to the heat generated during LED emission, or the life of the LED may be shortened and the problem of reduced illumination occurs.
  • the applicant of the present invention is registered in Korea Patent No. 10-1147962 (invention name: LED luminaire), domestic registration patent No. 10-1239123 (invention name: LED luminaire), domestic registration patent No. 10-1256865 ( Name of the invention: LED lamp for lighting), and through domestic registration patent No. 10-1200309 (invention name: LED luminaire), researched and registered a patent for a heat dissipation frame capable of increasing heat dissipation efficiency.
  • the LED module is configured to be installed on the substrate contact surface formed on each side to improve the uniformity of light, and at the same time, the ventilation portion of the heat dissipation frame protrudes outward from the diffusion cover so that the ventilation portion is exposed to the air so that heat exchange can be actively performed. It was possible to maximize the heat dissipation efficiency.
  • the LED luminaires have the disadvantage that they do not meet the recent trend of miniaturization and integration due to an excessively increased weight and volume of the product in order to have a desired heat dissipation effect due to the characteristic that aluminum has a high specific gravity.
  • the LED luminaires have a problem of increasing the manufacturing cost of the product as the frame is made of expensive aluminum material.
  • the applicant of the present invention applies carbon nanotubes to the heat dissipation frame, and has applied for a heat dissipation frame to receive a patent registration.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a heat dissipation frame disclosed in Korean Patent No. 10-1783392 (Invention name: carbon nanotube heat dissipation material manufacturing method and heat dissipation frame for lighting device having the same).
  • the heat dissipation frame of FIG. 1 (hereinafter referred to as the prior art) 100 is composed of a heat dissipation plate 101, a heat dissipation body 103, and a heat dissipation assembly 105.
  • the heat dissipation plate 101 is formed of a disk, and a through hole penetrating both surfaces is formed in the center.
  • the heat dissipation body 103 is formed in a cylindrical shape in which the upper and lower portions are opened to form air moving holes therein, and is formed inward on the outer surface, extending in the height direction, and forming guide grooves formed at intervals along the arc, and air
  • the moving hole is vertically installed on one surface of the heat dissipation plate 101 so as to be connected to the through hole of the heat dissipation plate 101.
  • the heat dissipation assembly 105 corresponds to a contact plate to which the LED substrate 111 on which the LED modules 112 are mounted is treated, a plate-shaped support portion vertically connected to one surface of the treatment plate, and vertically connected to an end portion of the support portion. It consists of an insert that is inserted in a sliding manner into the guide groove.
  • the conventional technology 100 configured as described above can replace the materials of the heat dissipating body 103 and the heat dissipation assembly 105 with carbon nanotube heat dissipation materials instead of conventional aluminum, thereby significantly increasing heat conductivity, heat dissipation rate, and heat dissipation rate.
  • the prior art 100 has the disadvantage that the manufacturing cost increases as the heat dissipation body 103 and the heat dissipation assembly 105 are made of an expensive carbon nanotube heat dissipation material.
  • carbon nanotube In general, carbon nanotube (CNT, Carbon nanotube) has the disadvantage that long term stability (Long term stability) is lowered because the performance is degraded by the deformation of the polymer material when subjected to the lapse of time and continuous heat.
  • the prior art 100 does not take into account the characteristics of the carbon nanotubes at all, and as the heat dissipation body 103 and the heat dissipation assembly 105 are both made of a carbon nanotube heat dissipation material, long-term reliability decreases. If long-term reliability is low, the corresponding equipment has to be replaced individually, and thus, it has a disadvantage in that assembly is not only poor, but also increases the cost of equipment replacement.
  • the present invention is to solve this problem, the problem of the present invention is to maximize the heat dissipation area by changing the structure of the frame body and at the same time induce natural convection phenomenon to efficiently dissipate heat generated from the LED module. LED luminaires.
  • Another problem of the present invention is to configure the secondary heat sinks of the carbon nanotube heat dissipation material to be detachably attached to the inner surface of the frame body, so that the heat dissipation effect can be maintained for a long time through simple replacement of only the secondary heatsink without disassembly of other parts. LED luminaires.
  • Another problem of the present invention relates to an LED luminaire that can improve the uniformity of light by forming a front diffusion cover as a curved surface.
  • Another problem of the present invention relates to an LED luminaire that is formed on the upper surface of the heat sink portion and formed with discharge grooves extending to the outer surface to further improve the heat dissipation effect.
  • the heat dissipation frame is formed in a polygonal column shape in which the upper and lower parts are opened, and the outer surface forming each surface.
  • the frame body is formed in a cylindrical shape in which the upper and lower portions are opened and through-holes are formed, and the through-holes are vertically arranged in the center of the inner space of the frame body;
  • Each inner surface of the frame body and the outer circumferential surface of the through-hole are connected, further comprising reinforcing walls extending in the height direction, and the auxiliary heat-radiating bodies are formed in a ' ⁇ ' shape on one surface facing the through-hole during assembly. It is preferable that the radiating blades extending in the height direction are formed to protrude.
  • each inner surface of the frame body is formed outwardly from the inner surface, and auxiliary groove inserting grooves extending to the upper and lower parts of the frame body are formed to face each other in the width direction, and the secondary body insert of the frame body is inserted.
  • Grooves are formed outward from the inner surface of the frame body, the ends are extended to further form extended grooves, and the auxiliary radiators are formed in a rod shape having a length, and the heat dissipation blade protrudes on one surface, and when assembled, the frame A fixed body which is inserted in a sliding manner in a direction from the top to the bottom through the insertion groove of the auxiliary heat sink of the body; It is preferable to further include inserts that extend from both side portions adjacent to the other surface of the fixing body to both sides and are inserted into each of the extension grooves of the auxiliary heat sink insert groove of the frame body.
  • each of the connecting portions between the adjacent substrate contact surfaces of the frame body is formed inward from the outer surface to form through holes connected to the inner space of the frame body, and the through holes are adjacent substrate contact surfaces.
  • adjacent substrate contact surfaces are formed to be spaced apart from each other by a through hole, and each connecting portion of the frame body has a side portion of each of the adjacent substrate contact surfaces.
  • the auxiliary extensions in the form of a plate material protruding obliquely from the outside but extending in the height direction and spaced apart from each other to expose the corresponding through hole to the outside.
  • At least one bolt hole is formed on the fixing body of the auxiliary heat sinks, and bolt grooves corresponding to the bolt holes of the auxiliary heat sinks are formed on inner surfaces of the frame body, so that the frame body and the auxiliary heat sinks are formed. It is preferable that the sieve is fixed by bolting.
  • the LED luminaire has a heat sink portion that is coupled to the lower surface of the frame body to dissipate heat; Further comprising a base coupled to the lower portion of the heat sink, the heat sink portion is formed on the upper surface from the top surface to the inside, but a plurality of discharge grooves are formed extending to the outer surface is formed, on both sides of the substrate contact surfaces of the frame body Sliding grooves in which both sides of the second LED substrates are inserted in a sliding manner are formed, and the LED luminaire is inserted into sliding grooves in the substrate contact surfaces to emit light from a second LED substrate that is abutted to the substrate contact surfaces. It is preferable to further include two diffusion covers.
  • the LED luminaire includes a power supply installed inside the base, and the power supply includes a main power supply module that supplies power to the second LED substrates;
  • the auxiliary power supply module further includes an auxiliary power supply module connected to a connector to be detachable from the main power supply module, and the auxiliary power supply module is connected in parallel between the output terminal of the main power supply module and the second LED substrates. After detecting the ripple of the main power supply module, it is preferable to remove the ripple from the output voltage if the detected ripple is greater than a preset reference value.
  • the LED luminaire includes a first LED substrate installed at an upper end of the frame body, and a front diffusion cover for diffusing the light of the first LED substrate, wherein the front diffusion cover has a spherical shape with one side open. It is preferably formed.
  • the heat dissipation effect can be maintained for a long time through simple replacement of the auxiliary heat radiators without disassembling other parts.
  • the uniformity of light can be improved by forming the front diffusion cover as a curved surface.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a heat dissipation frame disclosed in Korean Patent No. 10-1783392 (Invention name: carbon nanotube heat dissipation material manufacturing method and heat dissipation frame for lighting device having the same).
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing an LED luminaire as an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the heat dissipation frame of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a partially exploded perspective view of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a plan view of FIG. 3.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the frame body of FIG. 3.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the auxiliary heat sink of FIG. 3.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a heat dissipation structure of the heat dissipation frame of FIG. 3.
  • FIG. 9 (a) is an exemplary view for explaining the heat dissipation structure of the heat dissipation frame and heat sink of FIG. 2, and (b) is another exemplary view of (a).
  • FIG. 10 is an exemplary view showing a power supply installed inside the base of FIG. 2.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing an LED luminaire as an embodiment of the present invention.
  • the LED luminaire 1 which is an embodiment of the present invention, includes a heat radiating frame 3, a heat sink 4, a base 5, a first LED substrate 6, a front diffusion cover 7, and a second LED substrate ( 8), side diffusion covers (9), packing means (10).
  • the base 5 is coupled to the lower portion of the heat sink portion 4, and the connection portion 51 for connecting with an external socket (not shown) is formed at the end portion, so that power from the outside is applied to the LED substrates 6, 8 Feed them.
  • the power supply device 20 of FIG. 10 to be described later is installed inside the base 5.
  • the heat sink 4 has an upper surface coupled to the heat dissipation frame 3 and a lower surface coupled to the base 5.
  • a plurality of discharge grooves 41 for discharging internal heat to the outside are formed on the heat sink 4.
  • the upper surface of the heat sink 4 is formed in a shape corresponding to the shape of the heat dissipation frame 3 in contact, so that the heat dissipation frame 3 can be firmly coupled.
  • the heat sink 4 may be made of a carbon nanotube heat dissipation material having a high thermal conductivity.
  • the first LED substrate 6 is a substrate on which a circuit for lighting and flashing the LED modules 61 mounted with the plurality of LED modules 61 mounted thereon is printed. At this time, the LED modules 61 emit light toward the top.
  • the first LED substrate 6 is coupled to the upper end of the heat dissipation frame 3 to emit light toward the top.
  • the packing means 10 may be installed at the joining point of the first LED substrate 6 and the heat dissipation frame 3 to improve water tightness.
  • the front diffusion cover 7 is formed in a hemispherical shape in which one side is opened, and the first LED substrate 6 is inserted into the opening to diffuse light emitted from the first LED substrate 6.
  • the front diffusion cover 7 was formed to have an outer surface of a hemispherical curved surface 71 to improve the uniformity of light.
  • the second LED substrates 8 are substrates on which a circuit for lighting and flashing the LED modules 81 on which the plurality of LED modules 81 are mounted is mounted.
  • the second LED substrates 8 are installed to face each of the substrate contact surfaces 313 of the heat dissipation frame 3 of FIG. 6 to be described later, so that light can be emitted at various angles toward the side.
  • the LED modules 81 emit light toward the side.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the heat dissipation frame of FIG. 2
  • FIG. 4 is a partially exploded perspective view of FIG. 3
  • FIG. 5 is a plan view of FIG.
  • the heat dissipation frame 3 is formed of a square pillar-shaped frame body 31 in which a space is formed inside the upper and lower openings, and a frame body 31 made of a carbon nanotube heat dissipation material. ) Is made of plate-shaped auxiliary heat sinks (33) that are detachably attached.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the frame body of FIG. 3.
  • the frame body 31 is formed in a quadrangular column shape in which the upper and lower portions are opened to form a space therein, and the lower portion is coupled to the heat sink portion 4, and the upper portion has a front diffusion cover 7 ) And the first LED substrate 6 are combined.
  • the frame body 31 has the same length therein, the upper and lower portions are opened, and a through portion 311 in which a through hole 3111 is formed in a height direction is installed.
  • the through-hole 311 is configured such that cold air flows in from the lower opening, and internal hot air is discharged to the outside through the upper opening, thereby activating air circulation to effectively heat-exchange and heat-dissipate the heat dissipation frame 3.
  • the through-hole portion 311 receives heat from the frame body 31 through the reinforcing walls 312, and discharge heat is transferred to the outside through the through-hole 3111 to increase heat dissipation efficiency.
  • the substrate contact surfaces 313 are formed of a flat plate material and the second LED substrates 8 are respectively treated.
  • the frame body 31 is formed in a quadrangular prism shape, and the substrate contact surfaces 313 are formed in four, for example, but the shape of the frame body 31 is not limited thereto. , It may be formed in a cylindrical or polygonal shape, it is natural that the quantity of the substrate contact surface 313 may be configured in a quantity corresponding to the shape of the frame body 31.
  • sliding grooves 3131 and 3131 ' are formed to extend in the height direction on both sides of the substrate contact surfaces 313, and the second LED substrates are the sliding grooves 3131 and 3131' of the substrate contact surfaces 313.
  • the substrate contact surface 313 and the second LED substrate 8 are installed so that the opposite surfaces are opposed to each other, and the sliding grooves 3131 and 3131 'of the substrate contact surface 313 on which the second LED substrate 8 is installed.
  • To both sides of the side diffusion cover 9 is reinserted to be coupled.
  • through-holes 3151 formed inward from the outer surface and connected to the inner space are formed in the connecting portions 315 between the adjacent substrate contact surfaces 313 of the frame body 31, respectively.
  • the through holes 3151 are formed on the adjacent substrate contact surfaces 313, but are formed to extend in the height direction to the upper and lower parts, so that the adjacent substrate contact surfaces 313 of the frame body 31 pass through the through holes 3151. It is formed to be spaced apart from each other.
  • the through holes 3151 of the connecting portions 315 can increase the heat dissipation efficiency by further increasing the heat dissipation area of the heat dissipation frame 3.
  • auxiliary extension portions 3153 and 3154 that protrude inclined outwardly from each side of the adjacent substrate contact surfaces 313 and are formed to extend in the height direction.
  • the protrusion is formed.
  • the auxiliary extension portion 3153 is formed to be spaced apart from the opposite auxiliary extension portion 3154, thereby extending the through hole 3151 to the outside, thereby making air circulation more active.
  • the inner surface 316 of the frame body 31 is formed on the outside from the inner surface 316, extending in the height direction extending to the upper and lower surfaces of the frame body 31, the secondary heating element insertion grooves 317, 317 ' ) Are formed to face in the width direction.
  • auxiliary heat sink insert grooves 317 and 317 ' are formed outward from the inner surface 316 of the frame body 31, and extended grooves 3171 and 3317' extending to both sides are formed.
  • Reinforcing walls 312 are vertically connected to the inner surface 316 of the frame body 31 between them.
  • the carbon nanotube heat dissipation material to form the auxiliary heat sink 33 by inserting the auxiliary heat sink 33 of FIG. 7 to be described later in a sliding direction from the top to the bottom as the auxiliary heat sink insert groove 317
  • the periodic replacement of the auxiliary heat radiator 33 can be performed simply and quickly in consideration of a characteristic in which long-term reliability decreases as time elapses at a high temperature.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the auxiliary heat sink of FIG. 3.
  • the auxiliary heat radiator 33 of FIG. 7 is made of a carbon nanotube heat dissipation material of FIG.? Which will be described later, and is inserted into the auxiliary heat radiator insertion groove 317 of each inner surface 316 of the frame body 31 of FIG. 6 described above. It is inserted in a sliding manner from the top to the bottom and is brought into contact with the substrate contact surface 313, thereby effectively dissipating heat transmitted from the second LED substrate 8 through the substrate contact surface 313, and at the same time, the auxiliary radiator 33 Periodic replacement of is possible.
  • the auxiliary radiator 33 has a rod-shaped fixture 351 having a length and area, and inserts 353 and 354 extending outwardly on both sides of the fixture 351, and ' ⁇ ' It is formed in a ruler shape and is formed of a radiating blade 355 protrudingly formed on the front surface of the fixing body 351 and extending in a height direction.
  • the fixing body 351 is inserted into the radiator insert groove 317 of the frame body 31, and the inserts 353 and 354 are inserted into the radiator insert groove 317.
  • the inserts 353 and 354 are supported on the sidewalls forming the extended grooves 3171 and 3317'. As a result, the auxiliary heat radiator 33 can be firmly fixed to the frame body 31.
  • FIG. 8 is a plan view for explaining the heat dissipation structure of the heat dissipation frame of FIG. 3, and FIG. 9 (a) is an illustration for explaining the heat dissipation structure of the heat dissipation frame and heat sink of FIG. 2, and (b) is It is another example of (a).
  • the heat dissipation frame 3 transmits heat generated from the LED module of the second LED substrate through the substrate contact surface-> auxiliary heat radiator and heat dissipation wall-> junction and through hole.
  • the substrate contact surface of the heat dissipation frame 3 is formed with a large area and a through hole is formed therein, and through holes are formed in each joint to maximize the heat dissipation area, and carbon nanotubes are located inside each substrate contact surface. It is possible to further improve the heat dissipation efficiency by installing an auxiliary heat radiator of heat dissipation material.
  • the hot air discharged to the inside of the through hole is quickly exchanged by the natural convection phenomenon of the through hole, and the hot air discharged outside the through hole does not stay in the inner space and passes through the through holes of the junction. Since it is quickly discharged, it is possible to effectively dissipate heat generated from the LED.
  • the heat sink 4 coupled to the lower portion of the heat dissipation frame 3 is formed with discharge grooves on the upper surface to be contacted, thereby allowing the heat dissipation frame 3 to pass through. And it is possible to quickly discharge the air flowing through the interior space to the outside.
  • FIG. 10 is an exemplary view showing a power supply installed inside the base of FIG. 2.
  • the power supply device 20 of the present invention as shown in Figure 10, the main power supply module 21 and the main power supply module 21 is connected to the auxiliary power supply module 23 for supplying auxiliary power , Made of a connector 25 connected between them.
  • the auxiliary power supply module 23 is electrically connected to the output terminal of the main power supply module 21 to supply power to the LED substrates 6 and 8 in a transfer operation.
  • the auxiliary power supply module 23 is connected in parallel between the output terminal of the main power supply module 21 and the LED substrates 6 and 8, and detects a ripple from the output terminal of the main power supply module 21. Then, when the detected ripple value exceeds the preset reference value, power is normally supplied due to damage to the electrolytic capacitor due to the occurrence of ripple in the main power supply module 23 by outputting the voltage with the ripple removed to the output voltage to the LED substrates. The phenomenon that cannot be achieved can be prevented.
  • the connector 25 is installed to electrically connect or disconnect the main power supply module 21 and the auxiliary power supply module 23.
  • the auxiliary power supply module 23 is configured to be connected to or disconnected from the main power supply module 21 through the connector 25, for example, when the auxiliary power supply module 23 is defective or broken, the connector 25 ) By being separated from the main power supply module 21, only the auxiliary power supply module 23 can be replaced without replacing both the main power supply module 21 and the auxiliary power supply module 23, and accordingly replacement work And time.
  • the LED luminaire 1 which is an embodiment of the present invention, maximizes the heat dissipation area by changing the structure of the frame body, and at the same time induces natural convection to efficiently dissipate heat generated from the LED module.
  • the LED luminaire 1 of the present invention is configured so that the auxiliary heat radiators of the carbon nanotube heat dissipation material can be detachably attached to the inner surface of the frame body, so that the heat dissipation effect can be maintained for a long time through simple replacement of the auxiliary heat radiators without disassembling other parts. You can.
  • the LED luminaire 1 of the present invention can improve the uniformity of light by forming the front diffusion cover as a curved surface.
  • the LED luminaire (1) of the present invention is formed on the upper surface of the heat sink, but by forming discharge grooves extending to the outer surface, it is possible to further improve the heat dissipation effect.
  • LED luminaire 3 Heat dissipation frame 4: Heat sink
  • connector 31 frame body 33: auxiliary heating element
  • Connection 316 Inner 317: Auxiliary heating element insertion groove
  • the present invention can be used for LED luminaire devices, lighting devices, and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 프레임 몸체의 구조 변경을 통해 방열면적을 극대화시킴과 동시에 자연대류현상을 유도하여 LED모듈로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있으며, 탄소나노튜브 방열소재의 보조방열체들이 프레임 몸체의 내면에 탈부착 가능하도록 구성함으로써 다른 부품의 분해 없이 보조방열체만의 간단한 교체를 통해 방열효과를 장기간 지속시킬 수 있고, 전면 확산커버를 곡면으로 형성함으로써 빛의 균제도를 개선시킬 수 있으며, 히트싱크부의 상면에 내측으로 형성되되 외측면까지 연장되는 배출홈들을 형성하여 방열효과를 더욱 개선시킬 수 있는 LED 등기구에 관한 것이다.

Description

LED 등기구
본 발명은 LED 등기구에 관한 것으로서, 상세하게로는 간단한 구조변경을 통해 방열효율을 극대화시킴과 동시에 조립성을 높여 장비교체가 용이하게 이루어지며, 빛의 균제도를 개선시키기 위한 LED 등기구에 관한 것이다.
통상적으로 조명장치는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 빛을 출사하는 장치로서, 조명 인프라가 발달함과 동시에 조명의 사용분야가 다양해짐에 따라 전체 전기 사용량의 20%가 조명을 위한 용도로 사용되고 있고, 이에 따라 에너지 효율이 높은 고휘도 조명에 연구가 다양하게 이루어지고 있다.
특히 LED 조명장치는 소비전력이 낮아 에너지 자원을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 수은 및 온실가스(CO2)등의 폐기물 배출을 절감시킬 수 있는 친환경 소재이면서 다양한 색상 및 조명연출이 가능하고, 수명이 긴 장점으로 인해 각종 조명등의 광원소자로서 널리 사용되고 있다.
그러나 이러한 LED 조명장치는 작은 소자에서 고휘도의 빛을 출사하기 때문에 소자에서 국부적인 열을 발생시키는 단점을 갖는다. 특히 최근 들어 제품이 소형화 및 집적화됨에 따라 LED 칩이 밀집되어 설치될 때, LED 발광 시 발생되는 열로 인해 회로가 정상적으로 동작되지 않거나, LED의 수명이 단축되며, 조도가 떨어지게 되는 문제점이 발생하게 된다.
즉 LED 조명장치는 LED 발광 시 발생되는 열을 적절하게 방열시키지 못할 경우, 본래의 성능 및 수명에 심대한 영향이 발생하기 때문에 방열효율을 극대화시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
이에 따라 본 발명의 출원인은 국내등록특허 제10-1147962호(발명의 명칭 : LED 등기구), 국내등록특허 제10-1239123호(발명의 명칭 : LED 등기구), 국내등록특허 제10-1256865호(발명의 명칭 : 조명용 엘이디 램프), 국내등록특허 제10-1200309호(발명의 명칭 : LED 등기구)를 통해 방열 효율을 높일 수 있는 방열프레임을 연구하여 특허 등록받았고, 이러한 상기 LED 등기구들은 다양한 각도를 갖는 각면에 형성된 기판 접촉면에 LED 모듈이 설치되도록 구성됨으로써 빛의 균제도를 개선시킴과 동시에 확산 커버의 외측으로 방열 프레임의 통풍부가 돌출되도록 함으로써 통풍부가 공기에 노출되도록 함으로써 열 교환이 활발하게 이루어지도록 하여 방열효율을 극대화시킬 수 있었다.
그러나 상기 LED 등기구들은 알루미늄이 높은 비중을 갖는 특성으로 인해 소망의 방열효과를 갖기 위해서는 제품의 무게 및 체적이 과도하게 증가하고, 이에 따라 최근 추세인 소형화 및 집적화를 충족시키지 못하는 단점을 갖는다.
또한 상기 LED 등기구들은 고비용의 알루미늄 재질로 프레임을 제조함에 따라 제품의 제조원가를 증가시키는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 출원인은 방열프레임에 탄소나노튜브를 적용시킴 방열프레임을 출원하여 특허 등록받았다.
도 1은 국내등록특허 제10-1783392호(발명의 명칭 : 탄소나노튜브 방열소재 제조방법과 이를 구비한 조명장치용 방열프레임)에 개시된 방열프레임을 나타내는 사시도이다.
도 1의 방열프레임(이하 종래기술이라고 함)(100)은 방열플레이트(101)와, 방열몸체(103), 방열어셈블리(105)들로 이루어진다.
방열플레이트(101)는 원판으로 형성되되, 중앙에 양면을 관통하는 통공이 형성된다.
방열몸체(103)는 상하부가 개구되어 내부에 공기 이동공이 형성되는 원통 형상으로 형성되며, 외측면에 내측으로 형성되어 높이 방향으로 연장되어 원호를 따라 간격을 두고 형성되는 가이드 홈들이 형성되며, 공기 이동공이 방열플레이트(101)의 통공에 연결되도록 방열플레이트(101)의 일면에 수직 설치된다.
방열어셈블리(105)들은 LED 모듈(112)들이 실장된 LED 기판(111)이 대접되는 대접판과, 대접판의 일면에 수직으로 연결되는 판재 형상의 지지부와, 지지부의 단부에 수직 연결되어 대응되는 가이드 홈으로 슬라이딩 방식으로 삽입되는 삽입부로 이루어진다.
이와 같이 구성되는 종래기술(100)은 방열몸체(103) 및 방열어셈블리(105)들의 재질을 종래의 알루미늄이 아닌 탄소나노튜브 방열소재로 대체함으로써 열전도율, 열방출속도 및 열방출율을 현저히 높일 수 있는 장점을 갖는다.
그러나 종래기술(100)은 방열몸체(103) 및 방열어셈블리(105)들이 고가의 탄소나노튜브 방열소재로 제작됨에 따라 제조비용이 증가하는 단점을 갖는다.
일반적으로, 탄소나노튜브(CNT, Carbon nanotube)는 시간의 경과 및 지속적인 열을 받는 경우, 고분자 물질의 변형에 의해 성능이 저하되기 때문에 장기 신뢰성(Long term stability)이 떨어지는 단점을 갖는다.
그러나 종래기술(100)은 이러한 탄소나노튜브의 특성을 전혀 감안하지 않은 것으로서, 방열몸체(103) 및 방열어셈블리(105)들이 모두 탄소나노튜브 방열소재로 제작됨에 따라 장기 신뢰성이 떨어지고, 이러한 부품의 장기 신뢰성이 떨어지는 경우, 해당 장비를 일일이 교체해야하기 때문에 조립성이 떨어질 뿐만 아니라 장비교체 비용이 증가하는 단점을 갖는다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 프레임 몸체의 구조 변경을 통해 방열면적을 극대화시킴과 동시에 자연대류현상을 유도하여 LED모듈로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있는 LED 등기구에 관한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 탄소나노튜브 방열소재의 보조방열체들이 프레임 몸체의 내면에 탈부착 가능하도록 구성함으로써 다른 부품의 분해 없이 보조방열체만의 간단한 교체를 통해 방열효과를 장기간 지속시킬 수 있는 LED 등기구에 관한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 전면 확산커버를 곡면으로 형성함으로써 빛의 균제도를 개선시킬 수 있는 LED 등기구에 관한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 히트싱크부의 상면에 내측으로 형성되되 외측면까지 연장되는 배출홈들을 형성하여 방열효과를 더욱 개선시킬 수 있는 LED 등기구에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 제2 LED기판들과, 방열프레임을 포함하는 LED 등기구에 있어서: 상기 방열프레임은 상하부가 개구되는 다각기둥 형상으로 형성되며, 각면을 형성하는 외측면에 상기 제2 LED기판들이 각각 대접되는 기판접촉면들이 형성되는 프레임 몸체; 탄소나노튜브 방열소재로 제작되어 상기 프레임 몸체의 상기 기판접촉면들에 대응되는 내면에 탈부착 가능하도록 설치되는 보조방열체들을 더 포함하는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 프레임 몸체는 상하부가 개구되어 내부에 통공이 형성되는 원통 형상으로 형성되며, 상기 프레임 몸체의 내부 공간의 중앙에 수직 배치되는 통공부; 상기 프레임 몸체의 각 내면과 상기 통공부의 외주면을 연결시키며, 높이 방향으로 연장되는 보강벽들을 더 포함하고, 상기 보조방열체들은 조립 시 상기 통공부를 향하는 일면에 ‘∪’자 형상으로 형성되되 높이 방향으로 연장되는 방열날개가 돌출 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 프레임 몸체의 각 내면에는 내면으로부터 외측으로 형성되되, 상기 프레임 몸체의 상단부 및 하단부까지 연장되는 보조방열체 삽입홈들이 폭 방향으로 대향되게 형성되고, 상기 프레임 몸체의 보조방열체 삽입홈들은 상기 프레임 몸체의 내면으로부터 외측으로 형성되되 단부가 확장되어 연장홈들을 더 형성하고, 상기 보조방열체들은 길이를 갖는 막대 형상으로 형성되되 일면에 상기 방열날개가 돌출 형성되며, 조립 시 상기 프레임 몸체의 보조방열체 삽입홈으로 상부에서 하부를 향하는 방향으로 슬라이딩 방식으로 삽입되는 고정체; 상기 고정체의 타면과 인접한 양측부로부터 양측으로 확장되어 상기 프레임 몸체의 보조방열체 삽입홈의 연장홈들 각각으로 삽입되는 삽입체들을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 프레임 몸체의 인접하는 기판접촉면들 사이의 연접부들 각각에는 외면으로부터 내측으로 형성되어 상기 프레임 몸체의 내부 공간과 연결되는 통과공들이 각각 형성되고, 상기 통과공들은 인접하는 기판접촉면들 각각에 연결되되 상기 프레임 몸체의 상단부 및 하단부까지 높이 방향으로 연장되게 형성됨으로써 인접하는 기판접촉면들이 통과공에 의해 서로 이격되게 형성되며, 상기 프레임 몸체의 각 연접부에는 인접하는 기판접촉면들 각각의 측부로부터 외측으로 경사지게 돌출되되 높이 방향으로 연장되며 서로 이격되게 형성되어 해당 통과공을 외부로 노출시키는 판재 형상의 보조 연장부들이 돌출 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 보조방열체들의 상기 고정체에는 적어도 하나 이상의 볼트공이 형성되고, 상기 프레임 몸체의 내면들에는 상기 보조방열체들의 볼트공에 대응되는 볼트홈이 형성됨으로써 상기 프레임 몸체 및 상기 보조방열체는 볼트 체결에 의해 고정되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 LED 등기구는 상면이 상기 프레임 몸체의 하부에 결합되어 열을 방열시키는 히트싱크부; 상기 히트싱크부의 하부에 결합되는 베이스를 더 포함하고, 상기 히트싱크부는 상면에 상면으로부터 내측으로 형성되되 외측면까지 연장되는 복수개의 배출홈들이 형성되고, 상기 프레임 몸체의 상기 기판접촉면들의 양측부에는 상기 제2 LED기판들의 양측부가 슬라이딩 방식으로 삽입되는 슬라이딩 홈들이 형성되고, 상기 LED 등기구는 상기 기판접촉면들의 슬라이딩 홈들로 삽입되어 상기 기판접촉면들에 대접된 제2 LED기판으로부터의 빛을 출사시키는 제2 확산커버들을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 LED 등기구는 상기 베이스의 내부에 설치되는 전원공급장치를 포함하고, 상기 전원공급장치는 상기 제2 LED기판들로 전원을 공급하는 메인 전력공급모듈; 상기 메인 전력공급모듈과 분리 가능하도록 커넥터로 접속되는 보조 전력공급모듈을 더 포함하고, 상기 보조 전력공급모듈은 상기 메인 전력공급모듈의 출력단과 상기 제2 LED기판들 사이에 병렬로 접속되며, 상기 메인 전력공급모듈의 리플을 검출한 후 검출된 리플이 기 설정된 기준값 이상이면 출력전압에 리플을 제거하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 LED 등기구는 상기 프레임 몸체의 상단부에 설치되는 제1 LED기판과, 상기 제1 LED기판의 빛을 확산시키는 전면 확산커버를 포함하고, 상기 전면 확산커버는 일측이 개구된 구 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 프레임 몸체의 구조 변경을 통해 방열면적을 극대화시킴과 동시에 자연대류현상을 유도하여 LED모듈로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 탄소나노튜브 방열소재의 보조방열체들이 프레임 몸체의 내면에 탈부착 가능하도록 구성함으로써 다른 부품의 분해 없이 보조방열체만의 간단한 교체를 통해 방열효과를 장기간 지속시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 전면 확산커버를 곡면으로 형성함으로써 빛의 균제도를 개선시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 히트싱크부의 상면에 내측으로 형성되되 외측면까지 연장되는 배출홈들을 형성하여 방열효과를 더욱 개선시킬 수 있게 된다.
도 1은 국내등록특허 제10-1783392호(발명의 명칭 : 탄소나노튜브 방열소재 제조방법과 이를 구비한 조명장치용 방열프레임)에 개시된 방열프레임을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 LED 등기구를 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 방열프레임을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 일부 분해사시도이다.
도 5는 도 3의 평면도이다.
도 6은 도 3의 프레임 몸체를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 3의 보조방열체를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 3의 방열프레임의 방열구조를 설명하기 위한 평면 예시도이다.
도 9의 (a)는 도 2의 방열프레임 및 히트싱크부의 방열구조를 설명하기 위한 예시도이고, (b)는 (a)의 다른 예시도이다.
도 10은 도 2의 베이스의 내부에 설치되는 전원공급장치를 나타내는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 LED 등기구를 나타내는 분해사시도이다.
본 발명의 일실시예인 LED 등기구(1)는 방열프레임(3), 히트싱크부(4), 베이스(5), 제1 LED기판(6), 전면 확산커버(7), 제2 LED기판(8)들, 측면 확산커버(9)들, 패킹수단(10)으로 이루어진다.
베이스(5)는 히트싱크부(4)의 하부와 결합되며, 단부에 외부 소켓(미도시)과 접속하기 위한 접속부(51)가 형성됨으로써 외부로부터의 전력을 LED기판(6), (8)들로 공급한다.
이때 베이스(5)의 내부에는 후술되는 도 10의 전원공급장치(20)가 설치된다.
히트싱크부(4)는 상면이 방열프레임(3)에 결합되며, 하부가 베이스(5)와 결합된다.
또한 히트싱크부(4)는 상면에 내부 열을 외부로 배출시키기 위한 복수개의 배출홈(41)들이 형성된다.
또한 히트싱크부(4)의 상면은 접촉되는 방열프레임(3)의 형상에 대응되는 형상으로 형성됨으로써 방열프레임(3)이 견고하게 결합될 수 있게 된다.
또한 히트싱크부(4)는 열전도율이 높은 탄소나노튜브 방열소재로 제작될 수 있다.
제1 LED기판(6)은 복수개의 LED모듈(61)들이 실장되어 실장된 LED모듈(61)들을 점등 및 점멸시키기 위한 회로가 인쇄되는 기판이다. 이때 LED모듈(61)들은 상부를 향하여 빛을 출사한다.
또한 제1 LED기판(6)은 방열프레임(3)의 상단부에 결합됨으로써 상부를 향하여 빛을 출사하게 된다. 이때 제1 LED기판(6) 및 방열프레임(3)의 결합 지점에는 패킹수단(10)이 설치되어 수밀성을 높일 수 있다.
전면 확산커버(7)는 일측이 개구되는 반구 형상으로 형성되며, 개구부로 제1 LED기판(6)이 삽입되어 제1 LED기판(6)으로부터 출사되는 빛을 확산시킨다.
이때 전면 확산커버(7)는 외면이 반구형상의 곡면(71)으로 형성됨으로써 빛의 균제도를 개선시키도록 하였다.
제2 LED기판(8)들은 복수개의 LED모듈(81)들이 실장되어 실장된 LED모듈(81)들을 점등 및 점멸시키기 위한 회로가 인쇄되는 기판이다.
또한 제2 LED기판(8)들은 후술되는 도 6의 방열프레임(3)의 기판접촉면(313)들 각각에 대접되게 설치됨으로써 측방을 향하여 다각도로 빛을 출사시킬 수 있게 된다.
이때 LED모듈(81)들은 측부를 향하여 빛을 출사시킨다.
도 3은 도 2의 방열프레임을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 일부 분해사시도이고, 도 5는 도 3의 평면도이다.
방열프레임(3)은 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 상하부가 개구되어 내부에 공간이 형성되는 사각기둥 형상의 프레임 몸체(31)와, 탄소나노튜브 방열소재 재질로 형성되어 프레임 몸체(31)에 탈부착 가능하도록 결합되는 판재 형상의 보조방열체(33)들로 이루어진다.
도 6은 도 3의 프레임 몸체를 나타내는 사시도이다.
프레임 몸체(31)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상하부가 개구되어 내부에 공간이 형성되는 사각기둥 형상으로 형성되며, 하단부가 히트싱크부(4)에 결합되되, 상단부에는 전면 확산커버(7) 및 제1 LED기판(6)이 결합된다.
또한 프레임 몸체(31)는 내부에 동일한 길이를 갖되, 상하부가 개구되어 높이 방향으로 통공(3111)이 형성되는 통공부(311)가 설치된다.
이때 통공부(311) 및 프레임 몸체(31)의 각 내측면 사이에는 보강벽(312)들에 의해 서로 연결된다.
이러한 통공부(311)는 하부 개구부로부터 차가운 공기가 유입되되, 상부 개구부를 통해 내부 더운 공기가 외부로 배출되도록 구성됨으로써 공기순환을 활성화시켜 방열프레임(3)의 열교환 및 방열이 효과적으로 이루어지도록 한다.
즉 통공부(311)는 프레임 몸체(31)로부터 보강벽(312)들을 통해 열을 전달받게 되고, 전달받은 열들을 통공(3111)을 통해 외부로 배출시킴으로써 방열효율을 높일 수 있게 된다.
또한 프레임 몸체(31)의 각면들 각각에는, 평평한 판재로 형성되어 제2 LED기판(8)들이 각각 대접되는 기판접촉면(313)들이 형성된다. 이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 프레임 몸체(31)가 사각기둥 형상으로 형성되어 기판접촉면(313)들이 4개로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 프레임 몸체(31)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 원기둥 또는 다각기둥 형상으로 형성될 수 있고, 기판접촉면(313)의 수량은 프레임 몸체(31)의 형상에 대응되는 수량으로 구성될 수 있음은 당연하다.
또한 기판접촉면(313)들의 양측부에는 슬라이딩 홈(3131), (3131‘)들이 높이 방향으로 연장되게 형성되고, 기판접촉면(313)들의 슬라이딩 홈(3131), (3131’)들로는 제2 LED기판(8)의 양측부가 상부에서 하부를 향하는 방향으로 슬라이딩 방식으로 삽입되어 결합됨으로써 조립성을 높일 수 있도록 하였다. 이때 기판접촉면(313) 및 제2 LED기판(8)은 대향되는 면이 서로 대접되게 설치되고, 제2 LED기판(8)이 설치되는 기판접촉면(313)의 슬라이딩 홈(3131), (3131‘)들로는 측면 확산커버(9)의 양측부가 재 삽입되어 결합되게 된다.
또한 프레임 몸체(31)의 인접하는 기판접촉면(313)들 사이의 연접부(315)들에는 외면으로부터 내측으로 형성되어 내부 공간과 연결되는 통과공(3151)들이 각각 형성된다. 이때 통과공(3151)들은 인접하는 기판접촉면(313)들에 형성되되 상단부 및 하단부까지 높이 방향으로 연장되게 형성됨으로써 프레임 몸체(31)의 인접하는 기판접촉면(313)들은 통과공(3151)들에 의해 서로 이격되게 형성되게 된다.
이러한 연접부(315)들의 통과공(3151)들은 방열프레임(3)의 방열면적을 더욱 증가시킴으로써 방열효율을 높일 수 있게 된다.
또한 프레임 몸체(31)의 각 연접부(315)에는, 인접하는 기판접촉면(313)들의 각 측부로부터 외측으로 경사지게 돌출되되, 높이 방향으로 연장되게 형성되는 보조 연장부(3153), (3154)들이 돌출 형성된다. 이때 보조 연장부(3153)는 대향되는 보조 연장부(3154)와 서로 이격되게 형성됨으로써 통과공(3151)을 외측으로 연장시켜 공기순환이 더욱 활발하게 이루어지게 된다.
또한 프레임 몸체(31)의 내면(316)에는 내면(316)으로부터 외측으로 형성되되, 높이 방향으로 연장되어 프레임 몸체(31)의 상하부면까지 연장되는 보조방열체 삽입홈(317), (317‘)들이 폭방향으로 대향되게 형성된다.
이때 보조방열체 삽입홈(317), (317‘)들은 프레임 몸체(31)의 내면(316)으로부터 외측으로 형성되되, 양측으로 확장되는 연장홈(3171), (3171’)들이 형성되고, 이들 사이의 프레임 몸체(31)의 내면(316)에는 보강벽(312)이 수직 연결되게 된다.
또한 이러한 보조방열체 삽입홈(317)으로는 후술되는 도 7의 보조방열체(33)가 상부에서 하부를 향하는 방향으로 슬라이딩 방식으로 삽입됨으로써 보조방열체(33)를 형성하는 탄소나노튜브 방열소재가 고온에서 시간이 경과할수록 장기신뢰성이 떨어지는 특성을 감안하여 보조방열체(33)의 주기적인 교체가 간단하고 신속하게 이루어질 수 있게 된다.
도 7은 도 3의 보조방열체를 나타내는 사시도이다.
도 7의 보조방열체(33)는 후술되는 도 ?의 탄소나노튜브 방열소재로 제조되며, 전술하였던 도 6의 프레임 몸체(31)의 각 내면(316)의 보조방열체 삽입홈(317)으로 상부에서 하부를 향하는 방향으로 슬라이딩 방식으로 삽입되어 기판접촉면(313)에 대접됨으로써 기판접촉면(313)을 통해 제2 LED기판(8)으로부터 전달받은 열을 효과적으로 방열시킴과 동시에 보조방열체(33)의 주기적인 교체가 가능하게 된다.
또한 보조방열체(33)는 길이 및 면적을 갖는 막대 형상의 고정체(351)와, 고정체(351)의 양측면에 외측으로 확장되는 삽입체(353), (354)들과, ‘∪’자 형상으로 형성되어 고정체(351)의 전면에 돌출 형성되되 높이 방향으로 연장되게 형성되는 방열날개(355)로 이루어진다.
이때 보조방열체(33)의 고정체(351)의 전면에는 볼트공(3511)들이 복수개가 형성됨으로써 보조방열체(33)가 프레임 몸체(31)의 보조방열체 삽입홈(317)으로 삽입되면, 볼트(B) 체결을 통해 더욱 견고하게 프레임 몸체(31)와 결합할 수 있게 된다.
또한 보조방열체(33)는 조립 시, 고정체(351)가 프레임 몸체(31)의 방열체 삽입홈(317)으로 삽입되되, 삽입체(353), (354)들은 방열체 삽입홈(317)의 연장홈(3171), (3171’)들로 삽입됨으로써 외부 충격 및 진동이 발생하더라도, 삽입체(353), (354)들이 연장홈(3171), (3171‘)들을 형성하는 측벽에 지지되어 보조방열체(33)가 프레임 몸체(31)에 견고하게 고정될 수 있게 된다.
도 8은 도 3의 방열프레임의 방열구조를 설명하기 위한 평면 예시도이고, 도 9의 (a)는 도 2의 방열프레임 및 히트싱크부의 방열구조를 설명하기 위한 예시도이고, (b)는 (a)의 다른 예시도이다.
방열프레임(3)은 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 LED기판의 LED모듈로부터 발생되는 열이 기판접촉면 -> 보조방열체 및 방열벽 -> 연접부 및 통공부를 통해 전달된다. 이때 방열프레임(3)의 기판접촉면이 넓은 면적으로 형성됨과 동시에 내부에 통공부가 형성되며, 각 연접부에 통과공이 형성됨으로써 방열면적을 극대화시키도록 구성되었고, 각 기판접촉면의 내측에 탄소나노튜브 방열소재의 보조방열체를 설치함으로써 방열효율을 더욱 높일 수 있게 된다.
이때 통공부의 내측으로 방출되는 더운 공기는 통공의 자연대류 현상에 의해 열교환이 신속하게 이루어지게 되고, 통공부의 외측으로 방출되는 더운 공기는 내부 공간에 머무르지 않고 연접부의 통과공들을 통해 외부로 신속하게 배출되기 때문에 LED로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있게 된다.
또한 도 9의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 방열프레임(3)의 하부에 결합되는 히트싱크부(4)는 접촉되는 상면에 배출홈들이 형성됨으로써 방열프레임(3)의 통공 및 내부 공간을 통해 유입되는 공기를 외부로 신속하게 배출시킬 수 있게 된다.
도 10은 도 2의 베이스의 내부에 설치되는 전원공급장치를 나타내는 예시도이다.
본 발명의 전원공급장치(20)는 도 10에 도시된 바와 같이, 메인 전력공급모듈(21)과, 메인 전력공급모듈(21)과 연결되어 보조전원을 공급하는 보조 전력공급모듈(23)과, 이들 사이에 연결되는 커넥터(25)로 이루어진다. 이때 보조 전력공급모듈(23)은 메인 전력공급모듈(21)의 출력단과 전기적으로 연결되어 절체동작으로 LED기판(6), (8)들로 전력을 공급하게 된다.
또한 보조 전력공급모듈(23)은 메인 전력공급모듈(21)의 출력단 및 LED기판(6), (8)들 사이에 병렬로 접속되며, 메인 전력공급모듈(21)의 출력단으로부터 리플을 검출한 후 검출된 리플 측정값이 기 설정된 기준값 이상으로 검출될 때 출력전압에 리플을 제거한 전압을 LED기판들로 출력함으로써 메인 전력공급모듈(23)의 리플 발생으로 인해 전해콘덴서의 손상으로 전력공급이 정상적으로 이루어지지 못하는 현상을 방지할 수 있게 된다.
또한 커넥터(25)는 메인 전력공급모듈(21) 및 보조 전력공급모듈(23)을 전기적으로 연결 또는 분리시키도록 설치된다.
즉 보조 전력공급모듈(23)은 커넥터(25)를 통해 메인 전력공급모듈(21)과 연결되거나 또는 분리되도록 구성되기 때문에, 예를 들어 보조 전력공급모듈(23)의 불량이나 고장 시 커넥터(25)기 메인 전력공급모듈(21)과 분리됨으로써 메인 전력공급모듈(21) 및 보조 전력공급모듈(23) 모두를 교체하지 않고 보조 전력공급모듈(23)만의 교체가 가능하게 되고, 이에 따라 교체작업 및 시간을 개선시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 LED 등기구(1)는 프레임 몸체의 구조 변경을 통해 방열면적을 극대화시킴과 동시에 자연대류현상을 유도하여 LED모듈로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명의 LED 등기구(1)는 탄소나노튜브 방열소재의 보조방열체들이 프레임 몸체의 내면에 탈부착 가능하도록 구성함으로써 다른 부품의 분해 없이 보조방열체만의 간단한 교체를 통해 방열효과를 장기간 지속시킬 수 있다.
또한 본 발명의 LED 등기구(1)는 전면 확산커버를 곡면으로 형성함으로써 빛의 균제도를 개선시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명의 LED 등기구(1)는 히트싱크부의 상면에 내측으로 형성되되 외측면까지 연장되는 배출홈들을 형성하여 방열효과를 더욱 개선시킬 수 있게 된다.
1:LED 등기구 3:방열프레임 4:히트싱크부
5:베이스 6:제1 LED기판 7:전면 확산커버
8:제2 LED기판 9:측면 확산커버 10:패킹수단
20:전원공급장치 21:메인 전력공급모듈 23:보조 전력공급모듈
25:커넥터 31:프레임 몸체 33:보조방열체
311:통공부 312:보강벽 313:기판접촉면
315:연접부 316:내면 317:보조방열체 삽입홈
351:고정체 353, 354:삽입체들 355:방열날개
상기와 같이 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서 관련 내용을 기술하였다.
본 발명은 LED 등기구 디바이스, 조명 디바이스 등에 사용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 제2 LED기판들과, 방열프레임을 포함하는 LED 등기구에 있어서:
    상기 방열프레임은
    상하부가 개구되는 다각기둥 형상으로 형성되며, 각면을 형성하는 외측면에 상기 제2 LED기판들이 각각 대접되는 기판접촉면들이 형성되는 프레임 몸체;
    탄소나노튜브 방열소재로 제작되어 상기 프레임 몸체의 상기 기판접촉면들에 대응되는 내면에 탈부착 가능하도록 설치되는 보조방열체들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  2. 청구항 제1항에 있어서, 상기 프레임 몸체는
    상하부가 개구되어 내부에 통공이 형성되는 원통 형상으로 형성되며, 상기 프레임 몸체의 내부 공간의 중앙에 수직 배치되는 통공부;
    상기 프레임 몸체의 각 내면과 상기 통공부의 외주면을 연결시키며, 높이 방향으로 연장되는 보강벽들을 더 포함하고,
    상기 보조방열체들은 조립 시 상기 통공부를 향하는 일면에 ‘∪’자 형상으로 형성되되 높이 방향으로 연장되는 방열날개가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  3. 청구항 제2항에 있어서, 상기 프레임 몸체의 각 내면에는 내면으로부터 외측으로 형성되되, 상기 프레임 몸체의 상단부 및 하단부까지 연장되는 보조방열체 삽입홈들이 폭 방향으로 대향되게 형성되고,
    상기 프레임 몸체의 보조방열체 삽입홈들은 상기 프레임 몸체의 내면으로부터 외측으로 형성되되 단부가 확장되어 연장홈들을 더 형성하고,
    상기 보조방열체들은
    길이를 갖는 막대 형상으로 형성되되 일면에 상기 방열날개가 돌출 형성되며, 조립 시 상기 프레임 몸체의 보조방열체 삽입홈으로 상부에서 하부를 향하는 방향으로 슬라이딩 방식으로 삽입되는 고정체;
    상기 고정체의 타면과 인접한 양측부로부터 양측으로 확장되어 상기 프레임 몸체의 보조방열체 삽입홈의 연장홈들 각각으로 삽입되는 삽입체들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  4. 청구항 제3항에 있어서, 상기 프레임 몸체의 인접하는 기판접촉면들 사이의 연접부들 각각에는 외면으로부터 내측으로 형성되어 상기 프레임 몸체의 내부 공간과 연결되는 통과공들이 각각 형성되고,
    상기 통과공들은 인접하는 기판접촉면들 각각에 연결되되 상기 프레임 몸체의 상단부 및 하단부까지 높이 방향으로 연장되게 형성됨으로써 인접하는 기판접촉면들이 통과공에 의해 서로 이격되게 형성되며,
    상기 프레임 몸체의 각 연접부에는 인접하는 기판접촉면들 각각의 측부로부터 외측으로 경사지게 돌출되되 높이 방향으로 연장되며 서로 이격되게 형성되어 해당 통과공을 외부로 노출시키는 판재 형상의 보조 연장부들이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  5. 청구항 제4항에 있어서, 상기 보조방열체들의 상기 고정체에는 적어도 하나 이상의 볼트공이 형성되고,
    상기 프레임 몸체의 내면들에는 상기 보조방열체들의 볼트공에 대응되는 볼트홈이 형성됨으로써 상기 프레임 몸체 및 상기 보조방열체는 볼트 체결에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  6. 청구항 제5항에 있어서, 상기 LED 등기구는
    상면이 상기 프레임 몸체의 하부에 결합되어 열을 방열시키는 히트싱크부;
    상기 히트싱크부의 하부에 결합되는 베이스를 더 포함하고,
    상기 히트싱크부는 상면에 상면으로부터 내측으로 형성되되 외측면까지 연장되는 복수개의 배출홈들이 형성되고,
    상기 프레임 몸체의 상기 기판접촉면들의 양측부에는 상기 제2 LED기판들의 양측부가 슬라이딩 방식으로 삽입되는 슬라이딩 홈들이 형성되고,
    상기 LED 등기구는 상기 기판접촉면들의 슬라이딩 홈들로 삽입되어 상기 기판접촉면들에 대접된 제2 LED기판으로부터의 빛을 출사시키는 제2 확산커버들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  7. 청구항 제6항에 있어서, 상기 LED 등기구는 상기 베이스의 내부에 설치되는 전원공급장치를 포함하고,
    상기 전원공급장치는
    상기 제2 LED기판들로 전원을 공급하는 메인 전력공급모듈;
    상기 메인 전력공급모듈과 분리 가능하도록 커넥터로 접속되는 보조 전력공급모듈을 더 포함하고,
    상기 보조 전력공급모듈은 상기 메인 전력공급모듈의 출력단과 상기 제2 LED기판들 사이에 병렬로 접속되며, 상기 메인 전력공급모듈의 리플을 검출한 후 검출된 리플이 기 설정된 기준값 이상이면 출력전압에 리플을 제거하는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
  8. 청구항 제7항에 있어서, 상기 LED 등기구는
    상기 프레임 몸체의 상단부에 설치되는 제1 LED기판과, 상기 제1 LED기판의 빛을 확산시키는 전면 확산커버를 포함하고,
    상기 전면 확산커버는
    일측이 개구된 구 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 등기구.
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