KR100879749B1 - 고용량 엘이디램프의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고용량 엘이디(LED)램프의 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 10W이상의 고용량 엘이디램프의 경우 반도체의 특성으로 인한 고열을 발생하기 때문에 일반적인 냉각수단으로는 고용량 엘이디에서 발생하는 고열을 모두 해소시키지 못하는 문제점을 해소하기 위해, 본 발명은 고용량 엘이디램프를 설치한 가로등, 전등 등과 같은 조명기구의 고열에 의한 문제점을 해소하기 위해, 고용량 엘이디램프가 설치된 고정부와, 내부에 중공이 형성된 바(bar)형상의 히트파이프와, 판체형상의 1개 또는 다수개의 방열판과, 공냉을 위한 송풍기를 포함하여 구성되되; 상기 엘이디램프는 1개 또는 2개로 형성하고, 상기 고정부는 히트파이프의 일측 또는 양측에 설치하며, 상기 히트파이프는 방열판을 관통하여 형성하며, 상기 다수개의 방열판은 히트파이프 타측 또는 중앙에 히트파이프의 길이 방향에 수직으로 형성되며, 상기 송풍기는 상기 다수개의 방열판 일측에 구성함으로써, 엘이디램프에서 발생되는 고열을 빠르게 흡수하여 방열핀과 송풍기로 빠르게 이송하는 히트파이프를 이용함으로써, 조명기구의 파손을 방지하는 효과와 함께 엘이디램프의 수명을 연장하는 효과가 있는 고용량 엘이디램프의 냉각장치에 관한 것이다.

고용량, 엘이디램프, 가로등, 냉각장치, 히트파이프

Description

고용량 엘이디램프의 냉각장치{Cooling device of high capacity LED lamp}

도 1은 본 발명에 따른 고용량 엘이디램프의 냉각장치를 도시한 결합사시도,

도 2는 본 발명에 따른 고정부를 도시한 요부분해사시도,

도 3은 본 발명에 따른 고용량 엘이디램프의 냉각장치를 도시한 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 고용량 엘이디램프의 냉각장치를 도시한 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 히트파이프 내부작용상태를 도시한 계략 단면도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 엘이디램프

2: 고정부

21: 램프설치판

22: 고정판

211,221: 파이프설치홈

3: 히트파이프

4: 방열판

5: 송풍기

6: 방열그리스

본 발명은 고용량 엘이디(LED)램프의 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 10W이상의 고용량 엘이디램프의 경우 반도체의 특성으로 인한 고열을 발생하기 때문에 일반적인 냉각수단으로는 고용량 엘이디에서 발생하는 고열을 모두 해소 시키지 못하는 문제점을 해소하기 위해, 본 발명은 고용량 엘이디램프를 설치한 가로등, 전등 등과 같은 조명기구의 고열에 의한 문제점을 해소하기 위해, 고용량 엘이디램프가 설치된 고정부와, 내부에 중공이 형성된 바(bar)형상의 히트파이프와, 판체형상의 1개 또는 다수개의 방열판과, 공냉을 위한 송풍기를 포함하여 구성되되; 상기 엘이디램프는 1개 또는 2개로 형성하고, 상기 고정부는 히트파이프의 일측 또는 양측에 설치하며, 상기 히트파이프는 방열판을 관통하여 형성하며, 상기 다수개의 방열판은 히트파이프 타측 또는 중앙에 히트파이프의 길이 방향에 수직으로 형성되며, 상기 송풍기는 상기 다수개의 방열판 일측에 구성함으로써, 엘이디램프에서 발생되는 고열을 빠르게 흡수하여 방열핀과 송풍기로 빠르게 이송하는 히트파이프를 이용함으로써, 조명기구의 파손을 방지하는 효과와 함께 엘이디램프의 수명을 연장하는 효과가 있는 고용량 엘이디램프의 냉각장치에 관한 것이다.

종래에 사용되는 일반적으로, 가로등이나, 건물의 내,외부에 설치되는 조명기구는 광원으로 고압수은등, 형광등, 나트륨등, 보통전구 등을 이용하여 브래킷형, 주두형등 다양한 방법을 이용하여 고속도로나 시가지의 주요도로나 관공서 및 고층 빌딩 등에 사용되고 있다.

그러나, 이와 같은 가로등이나 조명기구의 경우는 장시간 빛을 발산해야 하기 때문에 많은 전력을 사용해야 하는 문제점 및 설치위치 즉, 터널등이나 건물의 내부에 설치되는 조명기구의 경우 광원에서 발생 되는 열에 의해 과열로 인한 손상 및 파손 등 많은 문제점이 있었다.

이를 해소하기 위해, 휘도가 높으면서도 전력소량이 적은 엘이디램프를 이용한 조명기구가 발명되었으나, 엘이디램프는 휘도 즉 밝기가 밝을수록 그 용량이 커지고 일반적으로 10W(와트)이상의 고용량 엘이디램프의 경우 일반적인 조명기구의 구조로는 고용량 엘이디램프에서 발생하는 고열을 해소하지 못하여 조명기구가 파손 또는 손상되는 문제점이 있었다.

이상과 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한, 본 발명의 목적은 고용량 엘이디를 사용하는 조명기구 또는 발광장치에 엘이디램프에서 발생하는 고열을 빠르게 냉각하여 엘이디램프에서 발생하는 고열에 의한 기구 또는 장치의 손상을 방지하고 엘이디램프의 수명을 연장하는 고용량 엘이디램프의 냉각장치를 제공하는데 있다.

이를 이루기 위한 본 발명의 구체적인 기술 수단으로, 고용량 엘이디램프가 설치된 고정부와, 내부에 중공이 형성된 바(bar)형상의 히트파이프와, 판체형상의 1개 또는 다수개의 방열판과, 공냉을 위한 송풍기를 포함하여 구성되되, 상기 엘이디램프는 1개 또는 2개로 형성하고, 상기 고정부는 히트파이프의 일측 또는 양측에 설치하며, 상기 히트파이프는 구리재질을 이용하고 방열판을 관통하여 형성하며, 상기 다수개의 방열판은 히트파이프 타측 또는 중앙에 히트파이프의 길이 방향에 수직으로 형성하며, 상기 송풍기는 상기 다수개의 방열판 일측에 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히트파이프는 그 내부에 증류수 또는 액체질소를 충진하여 밀폐가공하고; 상기 히트파이프에 충진된 증류수 또는 엑체질소의 충진률은 50~90%인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 고정부는, 엘이디램프가 설치된 램프설치판과 램프설치판을 히트파이프에 밀착 고정되도록 하는 고정판으로 분리형성하되, 상기 고정부의 램프설치판과 고정판은 히트파이프가 설치되는 면접부위로 히트파이프가 밀착고정되도록 파이프설치홈을 각각 형성하고 그 내면에 방열그리스를 도포하여 형성하고; 상기 고정부의 램프설치판은 알루미늄재질을 코팅한 구리재질로 형성하고, 상기 고정부의 고정판은 알루미늄재질로 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 히트파이프는 중앙부위를 휘어지게 경사각을 형성하여 방열판에 설치된 히트파이프의 높이보다 엘이디램프가 설치된 고정부가 항상 낮게 구성되도록 형성하고; 상기 히트파이프의 휘어진 경사각은 1~89°인 것을 특징으로 한다.

다음은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면,

도 1은 본 발명에 따른 고용량 엘이디램프의 냉각장치를 도시한 결합사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고정부를 도시한 요부분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 고용량 엘이디램프의 냉각장치를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 고용량 엘이디램프의 냉각장치를 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 히트파이프 내부작용상태를 도시한 계략 단면도이다.

먼저, 본 발명은 엘이디램프(1)를 이용하는 조명기구의 냉각장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 고열을 발생하는 10W이상의 고용량 엘이디램프(1)를 이용한다.

1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고용량 엘이디램프(1)의 냉각장치는, 엘이디램프(1)가 설치된 고정부와, 상기 고정부는 히트파이프(3)의 일측 또는 양측에 설치하고, 상기 히트파이프(3)는 방열판(4)을 관통하여 형성하며, 상기 다수개의 방열판(4)은 히트파이프(3) 타측 또는 중앙에 히트파이프(3)의 길이 방향에 수직으로 형성하며, 상기 송풍기(5)는 상기 다수개의 방열판(4) 일측에 구성하는 것으로, 고용량 엘이디램프(1)는 조명기구에 따라 1개 또는 2개 이상 다수개로 구성할 수 있으나, 본 발명은 히트파이프(3)를 이용하기 위해 최소 1개 최대 2개로 형성한다.

또한, 상기 히트파이프(3)는 내부에 중공이 형성된 측단면이 원형인 바(Bar)형상으로 형성하고, 방열판(4)은 판체형상으로 형성하되 그 개수를 1개 또는 다수 개로 형성한다.

이때, 상기 히트파이프(3)는 엘이디램프(1)에서 발생 되는 열을 고정부에서 흡수하여 빠르게 송풍기(5)가 설치된 방열판(4)쪽으로 이송하기 위해서, 그 내부에 중공부에 대류형상을 증폭하는 증류수 또는 액체질소를 충진하여 히트파이프(3)의 내부를 밀페하여 가공한다.

또한, 밀폐된 상기 히트파이프(3)의 내부에 충진된 증류수 또는 액체질소의 충진량은 1~99%까지 충진이 가능하나, 원활한 대류형상을 유도하기 위해, 상기 히트파이프(3)에 충진된 증류수 또는 엑체질소의 충진률은 50~90%하는 것이 바람직할 것이다.

이와 같은, 상기 히트파이프(3)의 작용상태를 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 일측에 엘이디램프(1)가 설치된 고정부가 부착된 부위가 열을 흡수하여 히트파이프(3)에 전달하면, 히트파이프(3) 내부에 충진된 증류수 또는 액체질소가 이를 흡수하여 기화되고, 기화된 증류수 또는 액체질소는 히트파이프(3)를 타고 송풍기(5)에 의해 냉각되는 방열판(4)이 설치된 타측으로 이동하게되며, 상기 이동된 증류수 또는 액체질소는 방열판(4)과 송풍기(5)에 의해 응축하게 되어 다시 일측으로 순환하는 대류형상과 같은 형상이 순간적이고 반복적으로 이루어지게 되는 것이다.

이러한, 상기 히트파이프(3)의 대류형상에 의하여 빠르게 엘이디램프(1)에서 발생된 열을 해소시킬 수 있는 것이다.

이와 같은 작용현상을 증대시키기 위해, 상기 고정부(2)는, 엘이디램프(1)가 설치된 램프설치판(21)과 램프설치판(21)을 히트파이프(3)에 밀착 고정되도록 하는 고정판(22)으로 분리형성한다.

즉, 상기 고정부(2)의 램프설치판(21)과 고정판(22)은 히트파이프(3)가 설치되는 면접부위로 히트파이프(3)가 밀착고정되도록 파이프설치홈(211,221)을 각각 형성하여 보다 히트파이프에 밀접하게 고정부(2)가 결합되도록 함과 동시에 그 내면에 방열그리스(6)를 도포하여 보다 열전도율을 증대시키는 것이다.

또한, 상기 고정부(2)의 램프설치판(21)은 알루미늄재질을 코팅한 구리재질로 형성하고, 상기 고정부(2)의 고정판(22)은 알루미늄재질로 형성하는 것은, 상기 램프설치판(21)을 구리재질로 형성한 이유는 엘이디램프(1)에서 발생한 열을 빠르게 흡수하기 위한 것이다.

그러나, 상기 램프설치판(21)과 같은 구리재질은 열을 흡수하는 성질을 높으나, 열을 방출하는 성질이 낮은 문제점을 해소하기 위해, 고정부(2)의 일측판 즉 고정판(22)을 알루미늄재질로 구성하는 것이다.

즉, 상기 고정판(22)과 같은 알루미늄재질은 열을 흡수하는 성질보다 열을 방출하는 성질이 높음 금속재질이기 때문이다.

이에 따라, 상기 고정부(2)를 구리재질의 램프설치판(21)과 알루미늄재질의 고정판(22)으로 각각 형성한 것은 엘이디램프(1)에서 발생한 열을 고정부(2)의 램프설치판(21)이 빠르게 그 열을 흡수하고, 이를 고정판(22)이 빠르게 방출함으로써 보다 원활히 히트파이프(3)에 엘이디램프(1)에서 발생된 열을 전달하게 되는 것이다.

그러나, 이와 같은 대류현상을 갖는 상기 히트파이프(3)의 경우 기화와 응축을 원활히 되게 하기 위해서는 상기 히트파이프(3)는 중앙부위를 휘어지게 경사각을 형성하여 방열판(4)에 설치된 히트파이프(3)의 높이보다 엘이디램프가 설치된 고정부가 항상 낮게 구성되도록 형성하여 대류형상이 원활하도록 구성하는 것이 바 람직하여, 그 휘어진 경사각은 1~89°으로 하되 가장 바람직하게는 30°미만인 것이 가장 바람직할 것이다.

즉, 상기 히트파이프(3)가 수평이거나 열이 발생되는 엘이디램프(1)의 위치가 송풍기(5)와 방열판(4)이 설치된 방열부위보다 높을 경우 대류현상 즉 수증기는 상부로 올라가는 성질과 물은 아래로 내려가는 성질이 상충되기 때문에 엘이디램프(1)에서 발생된 열을 제어하기 어려울 것이다.

이와 같은 본 발명을 상업상 이용가능한 분야는 가로등, 전등 등과 같은 조명기구 특히, 10W가 넘는 고용량 엘이디램프(1)를 장착한 고휘도 가로등에 사용하는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 고용량 엘이디램프를 가로등, 전등 등과 같은 조명기구에 사용할 경우 반도체를 이용한 엘이디램프에서 발생되는 고열에 조명기구가 파손되는 것을 방지하기 위해, 엘이디램프에서 발생되는 고열을 빠르게 흡수하여 방열핀과 송풍기으로 빠르게 이송하는 히트파이프를 이용함으로써, 조명기구의 파손을 방지하는 효과와 함께 엘이디램프의 수명을 연장하는 효과가 있다.

또한, 히트파이프 내부에 충진된 증류수 및 액체질소의 대류형상을 이용함으로서, 엘이디램프에서 발생되는 고열을 보다 빠르게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 엘이디램프가 설치된 고정부와, 내부에 중공이 형성된 바(bar) 형상의 히트파이프와, 1개 또는 적어도 2개 이상의 판체로 이루어진 방열판과, 공냉을 위한 송풍기를 포함하여 구성된 엘이디램프의 냉각장치에 있어서,

   상기 고정부는, 엘이디램프가 설치된 램프설치판과 램프설치판을 히트파이프에 밀착 고정되도록 하는 고정판으로 분리형성하되;

   상기 고정부의 램프설치판과 고정판은 히트파이프가 설치되는 면접부위로 히트파이프가 밀착고정되도록 파이프설치홈을 각각 형성하고 그 내면에 방열그리스를 도포한 것을 특징으로 하는 고용량 엘이디램프의 냉각장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 고정부의 램프설치판은 알루미늄재질을 코팅한 구리재질로 형성하고, 상기 고정부의 고정판은 알루미늄재질로 형성한 것을 특징으로 하는 고용량 엘이디램프의 냉각장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 히트파이프는 방열판에 위치한 히트파이프의 단부의 높이보다 엘이디램프가 설치된 고정부에 고정되는 단부의 높이가 낮게 위치하도록 히트파이프의 중앙부분이 경사각을 가지도록 링크형태로 절곡하여 구성한 것을 특징으로 하는 고용량 엘이디램프의 냉각장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 히트파이프의 휘어진 경사각은 1~89°인 것을 특징으로 하는 고용량 엘이디램프의 냉각장치.

Images