KR101089733B1

KR101089733B1 - 고출력 엘이디용 방열판

Info

Publication number: KR101089733B1
Application number: KR1020100021915A
Authority: KR
Inventors: 차동환
Original assignee: 에이치와이엔지니어링(주)
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2011-12-07
Also published as: KR20110102746A

Abstract

본 발명은 고출력 엘이디용 방열판에 관한 것이며, 더욱 상세히는 엘이디(LED) 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있도록 방열 몸체와 방열 하우징의 사이에 방사상으로 방열핀을 상부에서 하부로 경사면이 기울어지도록 형성하여 방열면적을 넓게하면서 공기의 유동에 의한 와류작용으로 방열효율을 향상시키는 동시에 방열판의 두께를 최소화하여 조명등이나 가로등에 설치시 조명장치의 부피를 최소화할 수 있도록 한 고출력 엘이디용 방열판에 관한 것이다.
본 발명은 원통형으로 이루어진 방열 몸체와, 상기 방열 몸체의 외곽 둘레에 링형태로 형성되는 방열 하우징과, 상기 방열 몸체와 방열 하우징의 내부에 방사상으로 결합되는 방열핀으로 구성하되, 상기 방열핀은 방열 면적을 최대한 넓게 활용할 수 있도록 25°의 경사각도를 가지도록 형성되면서 방열 몸체의 전면에는 광원이 설치되고, 후면에는 구동전원이 설치되며, 방열 몸체의 후면에는 브라켓트와 각도조절프레임이 결합되어 조명등이나 가로등의 조명장치에 간편하게 설치할 수 있도록 구성된다.

Description

고출력 엘이디용 방열판{HIGH POWER LED RADIATOR ASSEMBLY}

본 발명은 고출력 엘이디용 방열판에 관한 것이며, 더욱 상세히는 엘이디(LED) 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있도록 방열 몸체와 방열 하우징의 사이에 방사상으로 방열핀을 상부에서 하부로 경사면이 기울어지도록 형성하여 방열면적을 넓게하면서 공기의 유동에 의한 와류작용으로 방열효율을 향상시키는 동시에 방열판의 두께를 최소화하여 조명등이나 가로등에 설치시 조명장치의 부피를 최소화할 수 있도록 한 고출력 엘이디용 방열판에 관한 것이다.

일반적으로, 엘이디(LED; Light Emitting Diode)란 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자인 발광다이오드를 뜻하는 것으로, 엘이디는 종래의 광원에 비하여 소형이고 수명이 길뿐만 아니라 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환되기 때문에 전력이 적게 소모되어 에너지 효율이 우수한 고광도를 발하며 고속응답 특성을 지니고 있으므로 이러한 엘이디를 광원으로 하는 다양한 조명장치가 개발되고 있다.

엘이디 조명장치는 수명이 길면서 소비전력을 절약할 수 있다는 점에서 전자분야 및 전기분야 및 광고분야 등에서 많이 사용되고 있을 뿐 아니라 최근에는 실내/외 조명등, 가로등, 차량용 램프, 광고용 조명 등으로 일상에서 그 활용도가 날로 증대되고 있는 실정이다.

엘이디를 상기와 같은 실내/외 조명등 및 가로등 분야에서 활용하기 위해서는 고출력의 높은 파워의 엘이디가 요구된다. 이러한 고출력의 엘이디는 발열이 증대되어 자체온도가 상승되는 현상이 발생하는데, 이러한 발생열을 제대로 방열시키지 못하게 되면 엘이디 칩의 온도가 너무 높아져 칩 자체 또는 패키징 수지가 열화하게 되어, 발광효율의 저하와 엘이디 칩의 단수명화를 초래하게 된다.

따라서, 엘이디를 광원으로 하는 조명장치들은 엘이디 칩의 방열을 어떻게 하느냐에 따라서 성패가 갈리게되고, 최근들어 엘이디의 방열기술들이 다양하게 개발되고 있는 실정이다.

이러한 방열기술에는 공기의 흐름을 이용한 공랭식과 냉각수를 이용한 수냉식 등이 있는데, 이 중 공랭식을 이용한 종래의 방열판은 단순히 몸체의 외관 둘레에 복수의 방열핀을 수직으로 돌출 형성하여 방열핀이 돌출된 길이만큼 방열면적을 향상시킨 것으로서, 상기와 같은 구조만으로는 방열면적을 증가시키는 데에 한계가 있어 방열 효율이 일정 수준 이상 향상되지 않는다.

복수의 방열핀을 구비한 종래의 특허공개 제10-2009-97055호 조립형 엘이디 조명기기를 도 3을 참고로 살펴보면, 투명커버(16)의 하단부에 순차적으로 LED램프(14), LED 완제품(12), 방열판(15a)과 방열블록(15b)으로 이루어진 방열부재(15)가 결합되고, 상기 방열블록(15b)의 바깥 둘레면에는 다수의 방열핀(17)을 형성하여 하나의 LED 완제품(12) 마다 하나의 방열부재(15)를 배속시켜 개별적인 방열 시스템을 구현하여 방열을 향상시키고, 더욱이 방열블록(15b)의 방열핀(17)의 경우 평면에서 보았을 경우 둘레면을 따라가면서 방사상으로 배치되는 형태로 형성되어 공기와의 접촉면적을 최대한 넓게 확보할 수 있도록 하였으나, 방열핀(17)이 공기와의 접촉면적이 넓게 하기 위해서는 발열부재(15)의 두께가 뚜꺼워져야 되고 그로인해서 전체적인 조명기기의 설치면적 및 부피가 커지게 됨으로 제품의 원가가 높아지게 되는 문제점이 있다.

한편, 종래의 방열부재(15)는 방열판(15a)과 방열블록(15b)을 단계별로 구성하여 방열효율을 향상시키고 있으나, 공기가 방열핀(17)을 감아 돌며 여러 방향으로 유동할 수 없어 방열 효율이 떨어지는 문제점이 있고, 특히 방열핀(17)과 방열핀(17)의 사이에 형성된 공기유로의 폭이 방열핀(17)의 두께와 갯수에 따라서 임의로 결정되기 때문에 공기의 흐름이 원활하지 못하기 때문에 방열 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

종래의 조명기기에 설치되는 방열판은 공기와의 접촉면적을 최대한 넓게 하기 위해서 방열핀의 돌출길이를 길게 연장하거나 또는 방열핀과 방열핀 사이의 형성되는 공기유로의 폭과 갯수와는 상관없이 방열핀을 방사상으로 형성하므로 최적의 방열효율을 추구할 수 없는 문제점과, 전체적인 결합구조가 복잡하고, 취급 및 유지보수작업에 어려움이 많은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 방열 몸체와 방열 하우징의 사이에 방사상으로 형성되는 방열핀이 상부에서 하부로 기울어지면서 경사지게 형성하여 방열면적을 최대한 넓게 활용하면서 공기의 유동에 의한 와류작용으로 공기와의 전열작용이 활발하게 이루어지면서 방열 효율을 향상시킨 고출력 엘이디용 방열판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 28개로 구성되는 방열핀의 내부에 공기유로를 방열핀과 함께 25°의 각도로 기울어지게 형성하여 공기의 유동 및 순환이 자유롭게 이루어지면서 빠른 시간에 LED 광원에서 발생하는 열에너지를 즉시 배출시켜 방열 효율이 더욱 향상되면서 LED 광원의 수명 연장과 조명장치의 수명이 연장되어 별도의 유지보수가 필요 없는 고출력 엘이디용 방열판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 방열판의 두께를 최소화시켜 조명등이나 가로등에 설치시 조명장치의 설치면적 및 부피를 최소화시켜 제품의 원가를 절감할 수 있는 고출력 엘이디용 방열판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전면에 광원이 설치되는 방열 몸체의 후면에 설치되는 구동전원의 조립 및 분리가 간편하고, 방열 하우징의 후면 양측면에 형성된 브라켓트에 각도조절프레임의 양단부가 볼트로 결합되어 방열 하우징을 360°로 회전시켜 조명장치의 조명 각도를 간편하게 조절할 수 있도록 한 고출력 엘이디용 방열판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 방열핀의 전면에 원형으로 이루어진 반사판을 설치하여 최적의 광반사 작용을 할 수 있도록 한 고출력 엘이디용 방열판을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전면에 엘이디(LED)가 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 외곽 테두리에 하우징이 형성되고, 몸체와 하우징의 내부에 방사상으로 방열핀이 형성된 고출력 엘이디용 방열판에 있어서,

전면에 광원이 수용 결합되는 광원수용부를 형성한 방열 몸체를 하측으로 돌출 형성하고, 상기 방열 몸체의 상부 외곽 둘레에 방열 몸체로부터 이격 위치한 링형태의 방열 하우징을 형성하며, 상기 방열 몸체와 방열 하우징의 사이에 방사상으로 복수의 방열핀을 형성하되, 상기 방열핀은 외측단부가 방열 하우징의 상부 내벽과 서로 연결되고, 내측단부는 방열 몸체의 상부 외벽과 서로 연결되도록 제1연결부를 형성하며, 상기 제1연결부는 하측으로 경사면이 기울어지도록 연장되어 상기 하우징의 하부 내벽과 방열 몸체의 하부 외벽과 서로 연결되도록 제2연결부를 형성하고, 상기 방열핀의 사이에 공기유로를 형성한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 방열판의 내부에 25°의 각도로 기울어진 방열핀이 방사상으로 형성되고, 이의 내부에 공기유로를 형성하여 공기가 방열핀을 감아 돌아 와류작용을 하면서 공기유로를 통과하여 LED 광원에서 발생하는 열에너지 즉시 배출되어 방열 효율이 향상되면서 광원 및 조명장치의 수명을 연장시킨 효과가 있는 발명이다.

본 발명은 28개로 이루어진 방열핀이 25°의 각도로 기울어지면서 최적의 방열 효율을 가지도록 하면서 전체적인 방열판의 두께가 최소화되어 조명등이나 가로등에 설치시 조명장치의 설치면적 및 부피가 최소화되어 운반 및 취급이 간편하면서 제품의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있는 발명이다.

본 발명은 종래에 방열면적을 넓게 활용할 수 있도록 수직으로 설치되는 방열핀의 구조에서 탈피할 수 있도록 방열핀의 구조를 개선하여 보다 넓은 방열면적을 가지면서 공기와의 전열작용이 활발하게 이루어지도록 한 효과가 있는 발명이다.

본 발명은 방열판의 전체구조를 간소화하여 생산성이 향상되어 제조업체가 경쟁력을 가지도록 하였고, 방열판에 결합되는 LED 광원과 구동전원의 설치작업 또한 간편하며, 방열판의 후면에 방열 하우징을 360°로 회전이 가능하도록 브라켓트와 각도조절프레임을 설치하여 조명장치의 조명 각도를 간편하게 조절할 수 있는 동시에 방열판과 구동전원이 외부로 노출되도록 설치되어 공기유로가 외부로 노출되어 방열 효율을 더욱 향상시킨 효과가 있는 발명이다.

도 1은 본 발명 방열판의 평면 사시도.
도 2는 본 발명 방열판의 저면 사시도.
도 3은 본 발명 방열판의 저면도.
도 4는 본 발명 방열판의 결합상태 사시도.
도 5는 본 발명의 설치상태를 보여주는 평면도.
도 6은 본 발명의 설치상태를 보여주는 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명은 원통형으로 이루어진 방열 몸체((10)와, 상기 방열 몸체(10)의 외곽 둘레에 링형태로 형성되는 방열 하우징(20)과, 상기 방열 몸체(10)와 방열 하우징(20)의 내부에 방사상으로 결합되는 방열핀(30)으로 구성하되, 상기 방열핀(30)은 방열 면적을 최대한 넓게 활용할 수 있도록 경사각도를 가지도록 구성된다.

원통형으로 이루어지면서 하측으로 연장 형성되는 방열 몸체(10)는, 전면에 LED 광원(2)이 수용 결합되는 광원수용부(12)가 형성되고, 상기 광원수용부(12)는 내부에 계단식으로 홈이 형성되어 광원(2)이 안정적으로 고정될 수 있도록 하며, 상기 방열 몸체(10)의 후면 중앙에는 전선 연결구멍(14)이 형성되어 방열 몸체(10)의 전면에 결합되는 광원(2)의 전선이 전선 연결구멍(14)을 관통하여 방열 몸체(10)의 후면에 결합되는 구동전원(16)과 전기적으로 연결되어 광원(2)에 전기를 공급한다.

상기 방열 몸체(10)의 상부 외곽 둘레에 방열 몸체(10)로부터 이격 위치한 링형태의 방열 하우징(20)을 형성하고, 링형태로 이루어진 방열 하우징(20)의 단부는 "ㄱ"자 형상으로 절곡되어 후술할 방열핀(30)과 일체로 결합된다.

상기 방열 몸체(10)와 방열 하우징(20)의 사이에는 방사상으로 복수의 방열핀(30)을 형성하는데, 상기 방열핀(30)의 갯수는 26~30로 제작하면서 방열핀(30)의 외측단부가 방열 하우징(20)의 상부 내벽과 서로 연결되고, 내측단부는 방열 몸체(10)의 상부 외벽과 서로 연결되면서 제1연결부(32)를 형성하며, 상기 제1연결부(32)의 내측단부에 제1경사면(32a)을 형성하여 상부로 경사지게 연장되면서 외측단부와 수평방향으로 연결되고, 상기 제1연결부(32)는 하측으로 24~26°로 기울어지면서 경사면을 가지도록 연장되어 상기 방열 하우징(20)의 하부 내벽과 방열 몸체(10)의 하부 외벽과 서로 연결되면서 제2연결부(34)를 형성하며, 상기 제2연결부(34)이 외측단부에 제2경사면(34a)을 형성하여 경사지게 형성되면서 내측단부와는 수평방향으로 연결된다.

한편, 경사각도를 가지는 방열핀(30)은 28개로 구성하면서 25°의 각도를 가지도록 구성하는 것이 최적의 방열 효과를 가질 수 있는 구조이고, 25°로 기울어진 방열핀(30)의 사이에는 공기유로(36)가 복수 형성되어 공기가 방열판(1)을 감아 돌아 와류작용을 하면서 공기유로(36)를 통과하여 LED 광원(2)에서 발생하는 열에너지 즉시 배출되어 방열 효율이 향상되며, 그로인하여 광원 및 조명장치의 수명을 연장시킬 수 있는 특징이 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 방열판(1)에 광원(2)과 구동전원(16) 및 각도조절프레임(40)이 결합된 평면도로서, 본 발명의 방열 몸체(10)와 방열 하우징(20) 및 방열핀(30)의 구성은 위에서 언급한 바와 동일하므로 생략하고 차이가 있는 부분만을 설명한다.

상기 방열 몸체(10)의 전면에 형성된 광원수용부(12)에 LED 광원(2)이 결합되고, 방열 몸체(10)의 후면에는 구동전원(16)이 결합되어 상호 전기적으로 연결되며, 상기 방열 몸체(10)와 방열 하우징(20)에 방사상으로 형성된 방열핀(30)의 저면 양측면에는 브라켓트(42)가 하부로 돌출 형성되고, 상기 브라켓트(42)의 양단부에는 각도조절프레임(40)의 단부가 볼트로 고정되어 방열 하우징(20)의 크기보다 길게 측면으로 연장되면서 양단부가 도 6에서 보는 바와 같이 가로등 지주에 용접이나 볼트 등으로 고정하여 방열 하우징(20)을 360°로 회전시켜 조장장치의 조명각도를 간편하게 조절할 수 있다.

여기서, 상기 각도조절프레임(40)은 설치되는 조건에 따라서 각도조절프레임(40)의 양단부를 "ㄷ"자 형상으로 연결하여 사용할 수도 있다.

한편, 상기 구동전원(16)은 사용하는 방법에 따라서 두 가지의 방식으로 설치할 수 있는데, 첫번째 방식은 위에 언급한 바와 같이 방열 몸체(10)의 후면에 고정시키는 방식과, 두번째 방식은 방열 몸체(10)과 구동전원(16)을 각각 단독으로 분리하여 설치한 후 광원(2)에 연결된 전선이 전선 연결구멍(14)을 관통하여 구동전원(16)과 연결시켜 상호 전기적으로 연결하여 사용할 수 있다.

상기 방열핀(30)의 전면 즉, 제1연결부(32)에는 원형으로 이루어진 반사판(38)을 결합하여 LED 광원(2)에서 방출하는 빛을 최적의 광반사 작용으로 더욱 밝게 발산할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 고출력 엘이디용 방열판은 다음과 같이 작동된다.

실내/외 조명등, 가로등, 터널램프 등의 조명장치에 설치하기 위해서는 먼저 방열 몸체(10)와 방열 하우징(20)의 사이에 방사상으로 방열핀(30)이 일체로 형성된 방열판(1)에 LED 광원(2)과 구동전원(16)을 전기적으로 연결하고, 상기 방열핀(30)의 전면에 반사판(30)을 설치하며, 상기 방열 몸체(10)의 후면에 형성된 브라켓트(42)에는 각도조절프레임(40)을 결합한 다음 각도조절프레임(40)의 양 단부를 조명장치의 지지기둥에 용접이나 볼트 등으로 고정시킨다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 방열판(1)을 조명장치의 지지기둥에 설치한 상태의 도면으로 그림에서 보는 바와 같이 LED 광원(2)에 전기가 인가되면 실외를 밝게 조명하면서 LED 광원(2)에서 발생하는 열에너지의 경우 실외의 공기가 방열핀(30)을 감아 돌아 상부와 하부로 유동하면서 와류작용에 의해서 열에너지를 즉시 방열할 수 있는 특징이 있고, 25°의 각도로 경사면을 형성한 방열핀(30)은 단면적이 증가됨으로써 방열 효율이 더욱 향상되며, 특히 방열핀(30)의 사이에 형성된 공기유로(36)를 통과하는 공기에 의해 광원(2)으로부터 발생하는 열을 방산(放散)시키게 되는데, 상기 공기유로(36)는 25°의 각도를 유지하고 있기 때문에 공기가 와류작용을 하면서 빠르게 순환하여 방열 효과를 향상시킬 수 있다.

한편, 25°의 각도로 경사진 방열핀(30)은 종래에 방열 면적을 넓게 형성하기 위해서 수직으로 돌출되는 방열핀의 방열 면적 보다 넓게 증가시켜 광원(2)에서 발생되는 열에너지를 보다 신속하고 효율적으로 방산시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 고출력 엘이디용 방열판은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.

1: 방열판 2: 광원(LED)
10: 방열 몸체 12: 광원수용부
14: 전선 연결구멍 16: 구동전원
20: 방열 하우징 30: 방열핀
32: 제1연결부 32a: 제1경사면
34: 제2연결부 34a: 제2경사면
36: 공기유로 38: 반사판
40: 각도조절프레임 42: 브라켓트

Claims

전면에 엘이디(LED) 광원이 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 외곽 테두리에 하우징이 형성되고, 몸체와 하우징의 내부에 방사상으로 방열핀이 형성된 고출력 엘이디용 방열판에 있어서,
전면에 광원(2)이 수용 결합되는 광원수용부(12)를 형성한 방열 몸체(10)를 하측으로 돌출 형성하고, 상기 방열 몸체(10)의 상부 외곽 둘레에 방열 몸체(10)로부터 이격 위치한 링형태의 방열 하우징(20)을 형성하며, 상기 방열 몸체(10)와 방열 하우징(20)의 사이에 방사상으로 복수의 방열핀(30)을 형성하되, 상기 방열핀(30)은 외측단부가 방열 하우징(20)의 상부 내벽과 서로 연결되고, 내측단부는 방열 몸체(10)의 상부 외벽과 서로 연결되도록 제1연결부(32)를 형성하며, 상기 제1연결부(32)는 하측으로 경사면이 기울어지도록 연장되어 상기 방열 하우징(20)의 하부 내벽과 방열 몸체(10)의 하부 외벽과 서로 연결되도록 제2연결부(34)를 형성하고, 상기 방열핀(30)의 사이에 공기유로(36)를 형성한 것을 특징으로 하는 고출력 엘이디용 방열판.
제 1 항에 있어서, 상기 방열핀(30)의 갯수는 26~30이고, 상기 방열핀(30)은 24~26°의 경사각도를 가지도록 한 것을 특징으로 하는 고출력 엘이디용 방열판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방열 몸체(10)는 방열 하우징(20)의 상부면 보다 낮게 위치하면서 하측으로 연장 형성되고, 상기 방열 몸체(10)의 저면 중앙에는 전선 연결구멍(14)이 형성되어 상기 방열 몸체(10)의 전면과 후면에 각각 설치되는 광원(2)과 구동전원(16)이 전기적으로 연결되도록 전선이 관통되며, 상기 방열핀(30)의 제1연결부(32)는 내측단부에서 외측단부로 연결되는 부분에 제1경사면(32a)을 형성하고, 상기 제2연결부(34)의 외측단부에서 내측단부로 연결되는 부분에 제2경사면(34a)을 형성한 것을 특징으로 하는 고출력 엘이디용 방열판.
전면에 엘이디(LED) 광원이 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 외곽 테두리에 하우징이 형성되고, 몸체와 하우징의 내부에 방사상으로 방열핀이 형성된 고출력 엘이디용 방열판에 있어서,
전면에 광원(2)이 수용 결합되는 광원수용부(12)를 형성한 방열 몸체(10)를 하측으로 돌출 형성하고, 상기 방열 몸체(10)의 저면 중앙에는 전선 연결구멍(14)이 형성되어 광원(2)에 연결된 전선이 관통하며, 상기 방열 몸체(10)의 후면에 구동전원(16)이 관원(2)과 전기적으로 연결되고, 상기 방열 몸체(10)의 상부 외곽 둘레에 방열 몸체(10)로부터 이격 위치한 링형태의 방열 하우징(20)을 형성하며, 상기 방열 몸체(10)와 방열 하우징(20)의 사이에 방사상으로 복수의 방열핀(30)을 형성하되, 상기 방열핀(30)은 외측단부가 방열 하우징(20)의 상부 내벽과 서로 연결되고, 내측단부는 방열 몸체(10)의 상부 외벽과 서로 연결되도록 제1경사면(32a)을 가지는 제1연결부(32)를 형성하며, 상기 제1연결부(32)는 하측으로 경사면이 기울어지도록 연장되어 상기 방열 하우징(20)의 하부 내벽과 방열 몸체(10)의 하부 외벽과 서로 연결되도록 제2경사면(34a)을 가지는 제2연결부(34)를 형성하고, 상기 방열핀(30)의 사이에 공기유로(36)를 형성한 것을 특징으로 하는 고출력 엘이디용 방열판.
제 4 항에 있어서, 상기 방열핀(30)의 제1연결부(32)의 전면에 원주방향으로 반사판(38)을 설치할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 고출력 엘이디용 방열판.
제 4 항에 있어서, 상기 방열핀(30)의 하부 양측면에 브라켓트(42)를 돌출 형성하고, 상기 브라켓트(42)의 양측면에 각도조절프레임(40)의 양단부가 볼트로 고정되는 것을 더 포함하는 고출력 엘이디용 방열판.