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KR100966599B1 - 전구형 ｌｅｄ램프 방열구조 - Google Patents

전구형 ｌｅｄ램프 방열구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED 모듈에서 발생되는 열을 전도방식으로 전달하는 열전달부를 설치하고 전원장치를 열의 유동경로에 방해되지 않도록 설치하여 전도방식에 의한 열전달과 대류방식에 의한 열전달을 동시에 수행하여 신속하게 열을 외부로 발산할 수 있는 전구형 LED램프 방열구조에 관한 것이다
본 발명의 전구형 LED램프 방열구조는, LED가 장착되는 LED 모듈과, LED 모듈의 하부에 위치하여 LED 모듈을 보호하는 LED커버와, LED 모듈의 후면에 밀착된 전단부와 후방으로 돌출된 후단부를 갖는 열전달부와, LED 모듈과 열전달부가 내측에 고정되며 외측면에 다수의 공기유동공간이 형성된 SMPS커버와, SMPS커버의 상부에 위치하여 열을 흡수하는 히트싱크와, SMPS커버와 히트싱크의 외측면을 감싸며 측면에 공기유동공간으로 공기를 유입시키는 다수의 공기유입홀이 형성된 몸체커버와, 히트싱크의 상부에서 히트싱크의 열을 전달받아 외부로 방출하는 보조방열판과, 보조방열판의 상부에 위치하는 절연브라켓 및 절연브라켓의 상부에 결합되며 외부의 전원에 연결되는 소켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.
전구형 LED램프 방열구조, 공기유동공간, SMPS커버, 공기유입홀

Description

전구형 ＬＥＤ램프 방열구조{LED LIGHTING LAMP}
본 발명은 LED 모듈에서 발생되는 열을 전도방식으로 전달하는 열전달부를 설치하고 전원장치를 열의 유동경로에 방해되지 않도록 설치하여 전도방식에 의한 열전달과 대류방식에 의한 열전달을 동시에 수행하여 신속하게 열을 외부로 발산할 수 있는 전구형 LED램프 방열구조에 관한 것이다
LED 램프는 전원장치를 포함한 제품으로써 열저항을 최소화하기 위해 LED와 방열판을 직접 연결하여 자연냉각방식을 적용하지만, 방열판 위에 전원장치를 장착하여 열의 확산 및 유동 경로를 차단하게 되어 방열효과가 떨어지게 되고, 방열판에서 방출되는 열이 상승하여 전원장치가 흡수하게 되면서 전원장치의 부품들이 열적 스트레스를 받게된다.
이에 따라 LED에서 발생하는 열을 외부로 방출시키기 위해 알루미늄 재질의 방열핀을 외부로 노출시 집중된 열에 의한 사용자의 안전사고가 발생될 염려가 있다.
특히 옥외용으로 사용되는 고용량의 전구형 LED램프 방열구조의 경우, 방열 판의 크기가 비대하게 커지게 되어 설치 및 사용상의 불편이 따르고, 설치되는 방열판이 또한 외부에 노출됨으로 말미암아 외부 이물질이 쌓여 방열효율이 저하되는 등의 문제점이 있다.
본 발명의 해결과제는 LED 모듈에서 발생되는 열을 전도방식으로 전달하는 열전달부를 설치하고 전원장치를 열의 유동경로에 방해되지 않도록 설치하여 전도방식에 의한 열전달과 대류방식에 의한 열전달을 동시에 수행하여 신속하게 열을 외부로 발산할 수 있는 전구형 LED램프 방열구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 해결과제는 몸체커버에서 유입된 공기가 열을 배출하는 히트싱크의 방열핀까지 연결되는 공기통로를 형성하여 몸체커버내에서 발생하는 와류를 방지하고, 히트싱크의 방열면적을 증가시켜 방열효율을 높일 수 있는 전구형 LED램프 방열구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 해결과제는 전원이 공급되는 소켓과 열을 배출하는 금속재질의 히트싱크 사이가 절연되도록 하여 전구형 LED램프 방열구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 전구형 LED램프 방열구조는, LED가 장착되는 LED 모듈과, LED 모듈의 하부에 위치하여 LED 모듈을 보호하는 LED커버와, LED 모듈의 후면에 밀착된 전단부와 후방으로 돌출된 후단부를 갖는 열전달부와, LED 모듈과 열전달부가 내측에 고정되며 외측면에 다수의 공기유동공간이 형성된 SMPS커버와, SMPS커버의 상부에 위치하여 열을 흡수하는 히트싱크와, SMPS커버와 히트싱크의 외측면을 감싸며 측면에 공기유동공간으로 공기를 유입시키는 다수의 공기유입홀이 형성된 몸체커버와, 히트싱크의 상부에 위치하는 절연브라켓 및 절연브라켓의 상부에 결합되며 외부의 전원에 연결되는 소켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 히트싱크와 절연브라켓 사이에 상부에서 열을 외부로 방출하는 보조방열판이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전구형 LED램프 방열구조는 LED 모듈에서 발생되는 열을 전도방식과 대류방식의 2가지 방법으로 전달할 수 있어 신속하게 열을 외부로 발산할 수 있는 장점이 있다.
또한, 몸체커버에서 유입된 공기가 열을 배출하는 히트싱크의 방열핀을 거쳐 외부로 배출될 때까지 간섭없이 이동할 수 있어 공기의 와류를 방지하고, 히트싱크의 방열면적을 증가시켜 방열효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 전원이 공급되는 소켓과 열을 배출하는 금속재질의 히트싱크 사이가 절연되고, 몸체커버가 절연되기 때문에 감전을 예방할 수 있다.
또한, 본 발명의 전구형 LED램프 방열구조는 공기의 유동이 약한 장소 및 등기구 내에 LED조명등을 설치하여 장시간 사용시 방열효과가 유지되어 LED조명등의 품질저하를 방지 할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 전구형 LED램프 방열구조에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전구형 LED램프 방열구조의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 LED커버에 열전달부가 장착된 사시도이고, 도 4는 도 3에 히트싱크가 체결된 사시도이고, 도 5는 도 4에 보조방열판이 체결된 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 전구형 LED램프 방열구조는 LED가 장착되는 LED 모듈(20)과, LED 모듈(20)의 하부에 위치하여 LED 모듈을 보호하는 LED커버(10)와, LED 모듈(20)에서 발생된 열을 후방으로 전달하는 열전달부(30)와, LED 모듈과 열전달부를 내측에 고정하는 SMPS커버(40)와, SMPS커버의 상부에 위치하여 열을 흡수하는 히트싱크(50)와, SMPS커버(40)와 히트싱크(50)의 외측면을 감싸는 몸체커버(60)와, 히트싱크 상부에서 열을 외부로 방출하는 보조방열판(70)과, 보조방열판의 상부에 위치하는 절연브라켓(80) 및 외부의 전원에 연결되는 소켓(90)을 구비한다.
LED커버(10)는 LED 모듈의 LED을 보호하고 LED에서 발생된 빛을 외부로 발산되는 것을 제한하며 SMPS커버에 고정하기 위한 체결돌기(11)가 형성된다. 이때, LED커버는 빛의 눈부심을 제한하며 빛을 확산시키는 PC(polycarvonate) 재질의 확산렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.
열전달부(30)는 평판형상으로 LED 모듈(20)의 후면에 밀착되어 전도방식으로 전달받는 전단부(31)와 전단후방의 중앙에서 돌출된 후단부(32)를 구비한다. 열전달부(30)는 LED 모듈(20)에서 발생된 열을 신속하게 전달할 수 있도록 구리처럼 열전도율이 높은 금속을 이용한 파이프에 열전달매체를 삽입하여 제작된다. 열전달부의 후단부는 열을 신속하게 발산하는 후방의 히트싱크(50)와 보조방열판(70)으로 연장된다.
SMPS커버(40)는 내부 전단에 LED 모듈(20)이 장착되고, 내부 하단에는 LED 모듈(20)의 구동을 위한 전원장치(21)가 위치한다(도 3 참조). 또한, 외측표면에는 외부에서 유입된 공기가 흐르도록 길이방향으로 상하방향으로 방사형의 공기유동공간(41)이 형성되며, 외측면 하단에는 확산렌즈가 부착되는 고정부(42)가 형성된다.
SMPS커버는 열의 방출경로의 하부에 전원장치(21)가 내부에 위치하여 전기에 의한 사고를 예방할 수 있으며, LED모듈에 잔존하는 열을 SMPS 커버가 흡수하고, SMPS커버의 외각에 형성된 공기유동공간(41)에 몸체커버(60)로부터 유입된 공기가 통과하면서 흡수된 열을 제거하여 방열효과를 높일 수 있다. 또한 공기유동공간이 상하방향으로 형성되어 공기의 흐름을 방해하지 않아 신속하게 열을 제거할 수있다.
히트싱크(50)는 SMPS커버(40)의 상부에 위치하고, 중앙에는 열전달부의 후단부가 관통되도록 제1관통홀(51)이 형성되며, 제1관통홀(51)을 중심으로 길이방향으로 방사형의 제1방열핀(52)이 형성된다. 이때, 제1방열핀(52)의 간격은 SMPS커버의 공기유동공간(41)으로 유입된 공기가 막힘없이 순환되도록 동일한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 히트싱크는 제1관통홀(51)에서 열전달부로부터 전도방식으로 직접 열을 전달받아 측면의 제1방열핀(52)으로 방출시킬 수 있고, SMPS커버의 내부와 열전달부 사이의 공간에 위치하는 하부에서 대류방식으로 열을 전달받아 배출할 수 있다.
몸체커버(60)는 SMPS커버(40)와 히트싱크(50)의 외측면을 감싸며, 외부의 공기가 SMPS커버의 공기유동공간(41) 및 히트싱크의 제1방열핀(52) 사이로 공급되도록 다수의 공기유입홀(61)이 형성된다. 이때, 공기유입홀은 공기유동공간에 1:1로 매칭되게 형성되는 것이 바람직하며, 몸체커버(60)는 열전도 및 전기전도가 낮은 플라스틱재질로 제작되어 LED 모듈에서 발생된 열로부터 사용자를 보호하는 것이 바람직하다. 또한, 몸체커버(60)는 SMPS커버(40)의 외측면 하단에 확산렌즈의 고정돌기가 위치한 상태에서 결합하면 확산렌즈가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, SMPS커버와 히트싱크를 적층시킨 후에 몸체커버(60)로 덮으면 외부의 공기는 몸체커버의 공기유입홀(61)을 따라 SMPS커버의 공기유동공간(41) 또는 히트싱크의 제1방열핀(52)으로 공급되어 전달된 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있다. 또한, SMPS커버의 공기유동공간으로부터 히트싱크의 방열핀까지 유입된 공기가 연속적으로 흐르면서 배출될 수 있어 몸체커버 내부의 와류현상을 방지하여 새로운 공기를 계속 공급할 수 있다.
보조방열판(70)은 히트싱크(50) 및 몸체커버(60)의 후방에 위치하며 외부에 노출된다. 중앙에는 열전달부의 후단부가 관통되도록 제2관통홀(71)이 형성되며, 제2관통홀(71)을 중심으로 길이방향으로 방사형의 제2방열핀(72)이 형성되며, 상부 에 절연브라켓이 고정되는 브라켓 삽입홈(73)이 형성된다. 이때, 보조방열판의 제2방열핀(72)은 히트싱크의 제1방열핀(52)과 동일한 간격으로 설치되는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이러한 보조방열판(70)은 열전달부 및 히트싱크로부터 전도방식으로 직접 열을 전달받아 외부로 배출시켜 히트싱크의 열적포화 상태를 방지할 수 있다. 특히, SMPS커버(40)의 공기유동공간(41) 및 히트싱크의 제1방열핀(52) 사이로 공급된 공기는 보조방열판의 제2방열핀(72) 사이를 거쳐 외부로 배출될 수 있어 공기의 흐름을 원활하게 유지할 수 있다.
절연브라켓(80)은 소켓(90)과 보조방열판(70) 사이에 위치하면서 상부에는 소켓으로부터 전기가 공급되는 전선 유입구(82)가 형성되고, 하부에는 보조방열판의 브라켓 삽입홈(73)에 결합되는 체결돌기(81)가 형성된다. 이러한 절연브라켓은 누전시 소켓으로 공급된 전기가 금속재료인 보조방열판 및 히트싱크 등으로 공급되는 것을 방지하도록 ABS 등의 절연재로 이루어진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전구형 LED램프 방열구조에 의하여 는 LED 모듈에서 발생되는 열을 전도방식과 대류방식의 2가지 방법으로 전달하면서 공기의 와류를 방지하고, 히트싱크의 방열면적을 증가시켜 방열효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 전구형 LED램프 방열구조의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 LED커버에 열전달부가 장착된 사시도.
도 4는 도 3에 히트싱크가 체결된 사시도.
도 5는 도 4에 보조방열판이 체결된 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20 : LED 모듈 10 : LED커버
30 : 열전달부 40 : SMPS커버
50 : 히트싱크 60 : 몸체커버
70 : 보조방열판 80 : 절연브라켓
90 : 소켓

Claims (8)

  1. LED가 장착되는 LED 모듈과,
    상기 LED 모듈의 하부에 위치하여 LED 모듈을 보호하는 LED커버와,
    상기 LED 모듈의 후면에 밀착된 전단부와 후방으로 돌출된 후단부를 갖는 열전달부와,
    상기 LED 모듈과 열전달부가 내측에 고정되며 외측면에 다수의 공기유동공간이 형성된 SMPS커버와,
    상기 SMPS커버의 상부에 위치하여 열을 흡수하는 히트싱크와,
    상기 SMPS커버와 히트싱크의 외측면을 감싸며 측면에 상기 공기유동공간으로 공기를 유입시키는 다수의 공기유입홀이 형성된 몸체커버와,
    상기 상기 히트싱크의 상부에 위치하는 절연브라켓 및
    상기 절연브라켓의 상부에 결합되며 외부의 전원에 연결되는 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 전구형 LED램프 방열구조.
  2. 청구항 1항에서 있어서, 상기 히트싱크와 절연브라켓 사이에는 히트싱크의 열을 제공받아 외부로 방출하는 보조방열판이 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전구형 LED램프 방열구조.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 보조방열판은 중앙에 열전달부의 후단부가 관통되도록 제2관통홀이 형성되며, 제2관통홀을 중심으로 길이방향으로 방사형의 제2방열핀이 형성되며, 상부에 절연브라켓이 고정되는 브라켓 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전구형 LED램프 방열구조.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 절연브라켓은 상부에는 소켓으로부터 전기가 공급되는 전선 유입구가 형성되고, 하부에는 보조방열판의 브라켓 삽입홈에 결합되는 체결돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 전구형 LED램프 방열구조.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 SMPS커버의 공기유동공간과 상기 몸체커버의 공기유입홀은 1:1로 매칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 전구형 LED램프 방열구조.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 SMPS커버는 외측면하단에는 LED커버가 부착되는 고정부가 형성된 것을 특징으로 하는 전구형 LED램프 방열구조.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 히트싱크는 SMPS커버의 상방에 위치하고, 중앙에는 열전달부의 후단부가 관통되도록 제1관통홀이 형성되며, 제1관통홀을 중심으로 길이방향으로 방사형의 제1방열핀이 형성된 것을 특징으로 하는 전구형 LED램프 방열구조.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1방열핀의 간격은 SMPS커버의 공기유동공간과 동일한 간격인 것을 특징으로 하는 전구형 LED램프 방열구조.
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