KR101223658B1 - 냉각 모듈을 갖는 엘이디 조명장치 - Google Patents

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Abstract

효율적으로 냉각 작용을 수행할 수 있는 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치가 제공된다. LED 조명장치는, 적어도 하나의 LED 가 실장된 기판 및, 적어도 한번 굴절되며 내부에 윅구조가 형성되고 밀폐된 세관 형태의 파이프와, 파이프에 수용되어 열을 수송하는 작동 유체로 이루어지되, 파이프의 일 측이 기판과 접촉되어 형성되며, 내부의 작동 유체가 기화하면서 열을 흡수하는 증발부와, 파이프의 타 측이 기판으로부터 이격되어 형성되며, 내부의 작동 유체가 액화하면서 외주면에 형성된 방열핀을 통해 열을 방출하는 응축부 및, 파이프의 일 지점에 형성되는 주름관과, 온도에 따라 변형되어 주름관을 확장 또는 수축시키는 배력부재를 포함하여 파이프의 내부압을 조절하는 압력 조절부를 포함하는 냉각 모듈을 포함한다.

Description

냉각 모듈을 갖는 엘이디 조명장치{LED lighting device having Cooling module}
본 발명은 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 효율적인 냉각 작용이 가능한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 전기 에너지에 의해 작동하는 반도체 소자이다. LED는 전자회로의 일 부분을 구성할 수 있으며, 회로에 흐르는 전류를 이용하여 광신호를 발생시킬 수 있다. 종래 LED는 광신호의 출력이 낮아, 전기 전자기기의 외부 시그널링 용도 정도로 한정되어 사용되어 왔다. 하지만 최근에는 고도화된 반도체 제작기술에 힘입어 출력이 높은 고휘도의 LED가 개발되었으며, 이러한 고휘도의 LED를 사용하여 다양한 형태의 조명장치들이 개발되고 있다. LED는 이러한 조명장치 내에 하나 이상이 집적된 형태로 배치될 수 있다. LED는 고휘도 임에도 불구하고, 전력 소모량이 적고 수명이 길다는 장점을 갖지만, 반도체 소자의 특성상 과열되면 동작 효율이 급격히 떨어지게 되는 단점도 가지고 있다.
따라서, LED를 이용한 조명 장치에 설치되어, LED를 적절한 온도로 유지시켜 주는 방열 구조 및 냉각 장치의 형성이 중요한 문제가 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 냉각 팬이나, 냉매가 수용된 히트 파이프, 또는 방열핀 등을 사용하는 방법이 안출되었다. 하지만, 이와 같은 종래의 냉각 장치들은 크기가 불필요하게 크거나, 냉각 능력이 떨어지는 등의 단점을 가지고 있다. 이 중 히트 파이프 형태의 냉각 장치를 예로 들면, 좁은 공간에서도 능동적인 열수송이 가능하여 비교적 효과적일 수 있으나, 집적된 형태로 배치된 LED의 발열량을 제어하는 데에는 아직 냉각 능력이 충분하지 못한 실정이다. 따라서, 조명장치 내부의 상대적으로 협소한 공간에도 설치가 가능하고, 기존의 냉각 장치 보다 냉각 효율이 높은 개선된 냉각 장치의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1020063호,(2011.03.07)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래의 냉각 장치에 비해 더욱 효율적인 냉각 작용을 수행할 수 있는 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치는, 적어도 하나의 LED 가 실장된 기판 및, 적어도 한번 굴절되며 내부에 윅구조가 형성되고 밀폐된 세관 형태의 파이프와, 상기 파이프에 수용되어 열을 수송하는 작동 유체로 이루어지되, 상기 파이프의 일 측이 상기 기판과 접촉되어 형성되며, 내부의 작동 유체가 기화하면서 열을 흡수하는 증발부와, 상기 파이프의 타 측이 상기 기판으로부터 이격되어 형성되며, 내부의 작동 유체가 액화하면서 외주면에 형성된 방열핀을 통해 열을 방출하는 응축부 및, 상기 파이프의 일 지점에 형성되는 주름관과, 온도에 따라 변형되어 상기 주름관을 확장 또는 수축시키는 배력부재를 포함하여 상기 파이프의 내부압을 조절하는 압력 조절부를 포함하는 냉각 모듈을 포함한다.
상기 배력부재는 상기 주름관의 외주면에 감긴 코일 형상이며, 형상기억합금으로 이루어져 온도 변화에 따라 신장 또는 수축이 가능한 것일 수 있다.
상기 주름관은, 외주면이 상기 코일 형상의 배력부재에 대응하는 나사산 형상으로 형성된 것일 수 있다.
상기 윅구조는 상기 파이프의 내주면을 따라 접하는 메쉬 구조의 망체로 형성되어, 상기 주름관의 확장 또는 수축에 동반하여 확장 또는 수축이 가능한 것일 수 있다.
상기 냉각 모듈은 복수개가 형성되고, 하나가 다른 하나와 인접하도록 병렬로 배치되며, 각각의 증발부 또는 응축부들은 일정한 간격을 두고 서로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 기판과 결합되고, 상기 냉각 모듈의 적어도 일부를 내부에 수용하는 커버를 더 포함하되, 상기 커버는 커버의 내부로 외기가 유입 가능한 순환구를 적어도 하나 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 의한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치는, 냉각 모듈에 개선된 형태의 히트 파이프 구조가 적용되었으며, 이러한 냉각 모듈을 이용하여 기존의 냉각 장치에 비해 더욱 효율적으로 냉각 작용이 수행될 수 있다. 또한 이와 같은 냉각 모듈은 조명 장치에 마련된 상대적으로 협소한 공간 내에도 컴팩트하게 설치될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 LED 조명장치에 커버가 결합된 모습을 보인 사시도이다.
도 3은 도 2의 LED 조명장치를 횡단하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 LED 조명장치의 파이프의 내부 구조를 보인 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 LED 조명장치의 압력 조절부를 확대하여 도시한 도면들이다.
도 6a 내지 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치의 냉각 작용을 설명하기 위한 도면 및 그래프들이다.
본 발명의 이점과 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전한 것이 되도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 7b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 LED 조명장치에 커버가 결합된 모습을 보인 사시도이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치(1)는 LED(300)가 실장된 기판(200) 및, 냉각 모듈(100)을 포함한다. 기판(200)의 상부에는 냉각 모듈(100)을 내부에 수용하는 커버(400)가 결합될 수 있다.
LED(Light Emitting Diode: 300)는 반도체 소자로서, 전류가 흐르면 전자와 정공의 결합과정을 통해 빛을 생성하고 생성된 빛을 외부로 방출할 수 있다. LED(300)는 고휘도의 광원으로 사용될 수 있으며, 소비 전력에 대비하여 광 효율이 높고, 수명이 길다는 장점이 있다.
기판(200)의 하부에는 이러한 LED(300)가 집적된 형태로 하나 이상 실장될 수 있다. 따라서, 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치(1)는 기판(200)의 하방을 향해 빛을 방출하여 조광 영역을 형성하게 되며, 옥내 또는 옥외의 높은 지점에 설치되어 사용될 수 있다. 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치(1)는 이를 테면, 가로등으로 사용되거나, 옥내의 천정 또는 거실 벽의 상부에 설치되어 사용될 수 있다. 이 때, 기판(200)이라 함은 넓은 의미로서, LED(300)를 포함한 회로를 형성하게 되는 PCB(Printed Circuit Board)를 단독으로 지칭하거나, PCB 및 PCB를 고정하는 고정 프레임을 함께 지칭하는 것일 수 있다.
기판(200)의 상부에는 냉각 모듈(100)이 형성된다. 반도체 소자인 LED(300)의 특성상, 특정 온도 이상으로 과열되는 경우 LED(300)는 정상적으로 동작하지 못하게 된다. 집적되어 배치된 LED(300)는 이러한 문제점에 더욱 취약할 수 있다. 따라서, 냉각 모듈(100)은 조명장치가 작동하는 동안 냉각 작용을 수행하여 LED(300)의 온도를 정상적인 동작 범위 내로 유지시키게 된다.
냉각 모듈(100)은 일종의 히트 파이프로서, LED(300) 및 기판(200)의 주위에서 발생하는 열을 흡수한 후 외부로 방출시키는 능동적인 냉각 작용을 통해 LED(300) 및 주변부의 온도의 상승을 막을 수 있다.
냉각 모듈(100)은 외형상으로 밀폐된 파이프(110), 방열핀(130) 및, 압력 조절부(120)를 포함한다. 파이프(110)는 냉각 모듈(100)의 몸체 부분을 구성하며 적어도 한번 굴절되어 냉각 모듈(100)의 전체적인 형태를 결정할 수 있다. 파이프(110)의 형상은 냉각 모듈(100)이 설치되는 공간의 형상이나 크기에 따라 변화될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따라, 파이프(110)의 일 측은 기판(200)의 상부에 접촉되고, 타측은 기판(200)으로부터 이격된 형태가 되어 냉각 모듈(100)은 전체적으로 'ㄷ'자 형태가 될 수 있다.
한편, 냉각 모듈(100)은 기능상으로 증발부(E) 및 응축부(C)로 구성된다. 증발부(E)는 기판(200) 및 LED(300)에서 발생되는 열을 흡수하는 부분이며, 응축부(C)는 흡수된 열을 방출하는 부분이 된다. 증발부(E) 및 응축부(C)는 동일한 하나의 파이프(110)의 서로 다른 부분에 형성될 수 있으며, 예를 들면, 기판(200)과 접촉하는 부분은 증발부(E)가 되고, 기판(200)과 이격되는 나머지 부분은 증발부(E)가 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 증발부(E)의 일 측에는 얇은 판 형태의 방열핀(130)이 형성되어 방열능을 높여줄 수 있다.
파이프(110)의 일 지점에는 압력 조절부(120)가 형성된다. 압력 조절부(120)는 냉각 모듈(100) 내부의 열적 상태에 따라 확장 또는 수축되어 파이프(110)의 내부압을 조절하게 된다. 이에 따라, 냉각 모듈(100)은 종래 사용되던 히트 파이프형 냉각 장치에 비해 보다 효율적으로 냉각 작용을 수행할 수 있게 된다. 압력 조절부(120)는 파이프(110)상의 일 지점에 형성된 주름관(121)과 주름관(121)의 외부를 감싸 결합된 배력부재(122)를 포함할 수 있다.
커버(400)는 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 수용공간을 갖는 방형의 통 형상으로 형성된다. 커버(400)는 기판(200)의 상부에 결합된 상태에서 냉각 모듈(100)을 내부에 수용할 수 있다. LED 조명장치가 옥외에 설치되는 경우 냉각 모듈(100) 및 기판(200)이 외부로 그대로 노출될 수 있으며, 청결한 상태를 유지하지 못하고 외부 환경에 의해 쉽게 오염될 수 있다. 이러한 경우 냉각 모듈(100)의 방열능이 저하될 수 있으므로, 커버(400)를 이용하여 이를 막을 수 있다. 커버(400)에는 커버(400)의 내부 공간을 외부와 연결해 주는 순환구(410)가 형성된다. 따라서 냉각 모듈(100)은 커버(400)의 내부에 위치하고 있더라도, 순환구(410)를 통해 유입된 외기와 접촉하면서 냉각 작용을 수행할 수 있다. 커버(400)와 기판(200)은 끼움 결합 방식이나, 나사 결합 방식 등을 이용하여 서로 견고히 결합 될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 5b를 참조하여, 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치(1)의 구조에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
도 3은 도 2의 LED 조명장치를 횡단하여 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1의 LED 조명장치의 파이프의 내부 구조를 보인 도면이며, 도 5a 및 도 5b는 도 1의 LED 조명장치의 압력 조절부를 확대하여 도시한 도면들이다.
도 3을 참조하면, 기판(200)과 커버(400)의 사이에 수용공간이 형성되며, 냉각 모듈(100)은 커버(400)에 의해 형성된 수용공간의 내부에 위치하게 된다. 전술한 바와 같이 냉각 모듈(100)은, 커버(400)의 내부에 위치하고 있어도 순환구(410)를 통해 유입된 외기와 접촉하면서 냉각 작용을 수행할 수 있다. 조명장치가 옥내에 설치되는 경우, 커버(400)는 적어도 일부분이 개방된 형태로 형성될 수 있으며, 냉각 모듈(100)은 개방된 부분을 통해 직접 외기와 접촉될 수 있다.
파이프(110)는 밀폐되어 형성된다. 밀폐된 파이프(110)의 내부에는 기화 및 액화를 동반하는 상변이 과정을 통해 열을 이송하는 역할을 하는 작동 유체(F)가 수용된다. 작동 유체(F)는 물, 암모니아, 메탄올 또는 에탄올 등의 액상 물질로 이루어질 수 있으며, 상변이 과정에서 소비되는 잠열(latent heat)을 이용하여 증발부(E)에 전달된 열을 응축부(C)로 이송할 수 있다.
이 때, 작동 유체(F)는 효과적으로 열이송 작업을 수행할 수 있는 작동 온도를 가지며, 작동 온도는 작동 유체(F)의 종류에 따라 다르다. 따라서, 작동 유체(F)는 기판(200) 및 LED(300)의 온도 변화에 대응하여 적절하게 반응할 수 있는 것으로 선택되어야 한다.
파이프(110)의 내부에는 윅(111)이 형성되어 있다. 윅(111)은 열이송 작업을 마친 작동 유체(F)가 다시 증발부(E)로 귀환할 수 있도록 유도하는 역할을 하며, 펌프와 같은 부가적인 동력장치를 사용하지 않고도 작동 유체(F)가 순환할 수 있도록 한다.
도 4를 참조하면, 윅(111)은 파이프(110)의 내주면을 감싸는 원통형의 망체로 형성된다. 윅(111)은 메쉬구조를 가져 작동 유체(F)에 모세관 힘을 전달할 수 있으며, 모세관 힘을 받은 작동 유체(F)는 윅(111)을 타고 증발부(E) 쪽으로 이동하게 된다. 윅(111)은 가느다란 금속사(金屬紗)로 이루어져 있으며, 신축성을 가져 필요한 경우에는 일정한 정도 신장되는 것이 가능하다.
다시 도 3을 참조하면, 이와 같은 윅(111)은 증발부(E)에서 응축부(C)까지 파이프(110)의 내부를 따라 형성될 수 있다. 따라서, 응축부(C)에서 열을 방출하고 액화된 작동 유체(F)는 윅(111)을 따라 다시 증발부(E)로 귀환하고, 증발부(E)에서 열을 흡수하여 기화한 후 다시 응축부(C)로 열을 이송하는 순환 과정이 형성될 수 있다. 냉각 모듈(100)은 이와 같은 작동 유체(F)의 순환 과정에 의해 지속적으로 냉각 작용을 수행할 수 있다.
응축부(C)의 일 측에는 방열핀(130)들이 나란히 설치된다. 방열핀(130)은 기화된 작동 유체(F)가 수송해온 열을 냉각 모듈(100)의 외부로 방출하는 역할을 한다. 방열핀(130) 각각은 파이프(110)의 외주면에서 연장된 얇은 판 형상일 수 있으며, 서로 일정한 간격을 두고 나란히 배치되어 방열능을 높일 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 도면상으로는 방열핀(130)이 형성된 부분을 응축부(C)로 표시하고, 기판(200)과 접촉되는 부분을 증발부(E)로 표시하였으나, 기판(200) 및 LED(300), 즉, 열원과 접촉되지 않는 나머지 부분은 모두 외기와 접촉할 수 있으며, 외기와 접촉하면서 방열이 가능하므로 응축부(C)가 될 수 있다. 이 때, 방열핀(130)은 외기와 넓은 접촉영역을 가져 응축부(C)의 방열능을 높일 수 있으며, 이를 통해 냉각 모듈(100)의 냉각 작용이 원활하게 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치(1)는 압력 조절부(120)를 갖는다. 압력 조절부(120)는 파이프(110) 내부의 부피를 조절하여 파이프의 내부압력을 조절할 수 있으며, 이를 통해 작동 유체(F)의 열수송 능력이 더욱 향상될 수 있다. 압력 조절부(120)는 내부의 온도에 따라 스스로 확장되거나 수축될 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 압력 조절부(120)는 파이프(110)의 일 지점에 형성된 주름관(121)과 주름관(121)을 압박하는 역할을 하는 배력부재(122)를 포함한다. 주름관(121)은 파이프(110)가 굴절되는 방식으로 파이프(110)에 일체로 형성되거나 혹은 파이프(110)와 독립적으로 만들어져 파이프(110)에 접합된 것일 수 있다. 따라서, 주름관(121)의 수축 또는 신장은 파이프(110) 내부 부피를 즉각적으로 변화시키며, 내부압의 변화를 초래하게 된다.
주름관(121)의 외부에는 코일 형태의 배력부재(122)가 결합되어 있다. 배력부재(122)는 스프링과 같은 외형을 가지나, 온도에 따라 스스로 변형되는 형상기억합금(形狀記憶合金)으로 이루어져 있다. 따라서, 배력부재(122)는 주름관(121)의 온도에 반응하여 스스로 수축 또는 신장될 수 있으며, 주름관(121)에 압력을 가하여 주름관(121)을 수축시키거나 확장시킬 수 있다.
배력부재(122)는 주름관(121)에 효과적으로 압력을 전달하기 위해서 주름관(121)의 외주면과 밀착된다. 배력부재(122)는 주름관(121)에 형성된 마디 부분에 차례로 감겨 주름관(121)과의 밀착상태를 공고히 할 수 있는데, 이 때, 주름관(121)의 일 측에는 도 5b와 같은 나사산의 형상으로 형성된 골 부분이 형성될 수 있다. 따라서, 코일 형상의 배력부재(122)는 골 부분에 삽입된 형태로 주름관(121)과 완벽하게 밀착될 수 있으며, 주름관(121) 및 배력부재(122)로 이루어진 압력 조절부(120)는 스스로 변형되어 부피 및 압력 조절작용을 수행할 수 있다.
이하, 도 6a 내지 도 7b를 참조하여, 압력 조절부 및 냉각 모듈에 의한 LED 조명 장치의 냉각 작용에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
도 6a 내지 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치의 냉각 작용을 설명하기 위한 도면 및 그래프들이다.
우선 도 6a를 참조하면, 조명장치가 작동하여 LED(300) 및 기판(200)에서 열이 발생되면 도시된 바와 같이 작동 유체(화살표 및 도 3의 f 참조)가 순환 하면서 냉각 작용이 진행된다.
기판(200)으로부터 증발부(E)로 전달된 열은 파이프(110)는 내측으로 전달된 후 작동 유체(F)를 기화 시킨다. 작동 유체(F)는 증기 상태가 되어 파이프(110)의 내부 공간을 따라 이동하게 되며, 결국 응축부(C)에 도달하게 된다. 응축부(C)에 도달한 작동 유체(F)는 방열핀(130)에 의한 방열 작용에 의해 열을 잃고 다시 액체 상태로 변환된다. 이러한 일련의 과정은 기판(200)으로부터 증발부(E)로 전달된 열을 다시 증발부(E)로부터 응축부(C)로 이동시키는 열수송 과정을 이룬다. 즉, 증기 상태의 작동 유체(F)는 잠열을 통해 열을 수송하는 열적 캐리어(Thermal carrier)의 역할을 하게 되며, 작동 유체(F)의 증발량이 증가하면 캐리어의 수가 증가되므로 열수송 과정이 더욱 효과적으로 진행될 수 있다.
열수송 과정이 끝나고 나면, 액체 상태로 변환된 작동 유체(F)는 윅 (도 4의 111 참조)을 따라 다시 증발부(E)로 귀환하게 된다. 상기한 열수송 과정 및 귀환과정은 하나의 냉각 사이클을 이루게 되며, 냉각 모듈(100)은 이러한 냉각 사이클을 반복하면서 냉각 작용을 수행하게 된다. 이와 같이 냉각 작용이 원활히 이루어지는 경우, 압력 조절부(120)는 변화 없이 원래의 수축된 상태(길이 ℓ。)를 유지하게 된다. 압력 조절부(120)는 설명이 좀 더 효과적인 것이 될 수 있도록 약간 과장된 상태로 도시되었다.
도 6b를 참조하면, 기화가 진행되기 시작하는 초기에는 작동 유체(F)의 증발량이 서서히 증가되기 시작한다. 하지만, 작동 유체(F)는 일정한 시간이 지난 후에는 평형상태에 도달하게 되며, 작동 유체(F)의 증발량은 일정한 시점(t。) 에서 포화되어 (e。) 일정하게 유지된다 작동 유체(F)의 평형상태는 기화와 액화가 교차되어 발생하는 동적 평형상태일 수 있으며, 이러한 동적 평형상태에 도달하면 파이프(110)의 내부압 역시 일정하게 유지된다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 압력 조절부(120)는 파이프(110)의 내부압을 조절하여 다른 평행상태에 도달하게 할 수 있다. 일차적으로 평형상태에 도달한 이후에도, 기판(200) 및 LED(300)로부터 지속적으로 열이 발생될 수 있으며, 이러한 경우 작동 유체(F)의 열수송 능력이 충분치 못하여 냉각 모듈(100)이 과열될 수 있다.
냉각 모듈(100)이 과열되면, 압력 조절부(120)의 길이(ℓ₁)가 신장된다. 따라서, 파이프(110)의 내부 부피가 증가하고, 내부압은 감소하게 되며 작동 유체(F)의 증발량이 상승될 수 있다. 이 때, 압력 조절부(120)의 길이 변화에 따라 냉각 모듈(100) 전체의 높이가 변화될 수 있다. 냉각 모듈(100)이 커버(도 2의 400 참조)의 내부에 위치하게 되는 경우에는, 이러한 점을 고려하여 냉각 모듈(100)의 상부에 적절한 크기의 수용공간을 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 작동 유체(F)의 증발량은 도 7b에 도시된 바와 같이 압력 조절부(120)가 신장된 시점에서부터 다시 증가할 수 있으며, 또 다른 평형 상태에 도달하게 되는 시점(t₁)에서 더 큰 포화량(e₁)을 가질 수 있다. 이를 통해, 작동 유체(F)의 열수송 능력이 향상되며, 냉각 모듈(100)은 새로운 평형 상태에 도달하여 또다시 안정적으로 냉각 작용을 수행할 수 있게 되는 것이다.
압력 조절부(120)는 냉각 모듈(100)의 냉각 작용이 충분히 진행되어 온도가 다시 하락하게 되는 경우에는 역으로 다시 수축될 수 있으며, 이를 통해 전술한 최초의 평형 상태로 다시 도달하여 냉각 작용을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치(1)가 최적의 상태로 동작할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치 100: 냉각 모듈
110: 파이프 111: 윅
120: 압력 조절부 121: 주름관
122: 배력부재 130: 방열핀
200: 기판 300: LED
400: 커버 410: 순환구
F: 작동 유체 E: 증발부
C: 응축부
ℓ。, ℓ₁: 압력 조절부의 길이
e。, e₁: 작동 유체(F)의 포화 증발량
t。, t₁: 증발량의 포화시점

Claims (6)

  1. 적어도 하나의 LED 가 실장된 기판; 및,
    적어도 한번 굴절되며 내부에 윅구조가 형성되고 밀폐된 세관 형태의 파이프와, 상기 파이프에 수용되어 열을 수송하는 작동 유체로 이루어지되,
    상기 파이프의 일 측이 상기 기판과 접촉되어 형성되며, 내부의 작동 유체가 기화하면서 열을 흡수하는 증발부,
    상기 파이프의 타 측이 상기 기판으로부터 이격되어 형성되며, 내부의 작동 유체가 액화하면서 외주면에 형성된 방열핀을 통해 열을 방출하는 응축부 및,
    상기 파이프의 일 지점에 형성되는 주름관과, 온도에 따라 변형되어 상기 주름관을 확장 또는 수축시키는 배력부재를 포함하여 상기 파이프의 내부압을 조절하는 압력 조절부를 포함하는 냉각 모듈;
    을 포함하는 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배력부재는 상기 주름관의 외주면에 감긴 코일 형상이며, 형상기억합금으로 이루어져 온도 변화에 따라 신장 또는 수축이 가능한 것인 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 주름관은, 외주면이 상기 코일 형상의 배력부재에 대응하는 나사산 형상으로 형성된 것인 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 윅구조는 상기 파이프의 내주면을 따라 접하는 메쉬 구조의 망체로 형성되어, 상기 주름관의 확장 또는 수축에 동반하여 확장 또는 수축이 가능한 것인 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각 모듈은 복수개가 형성되고, 하나가 다른 하나와 인접하도록 병렬로 배치되며, 각각의 증발부 또는 응축부들은 일정한 간격을 두고 서로 평행하게 형성되는 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기판과 결합되고, 상기 냉각 모듈의 적어도 일부를 내부에 수용하는 커버를 더 포함하되, 상기 커버는 커버의 내부로 외기가 유입 가능한 순환구를 적어도 하나 포함하는 것인 냉각 모듈을 갖는 LED 조명장치.

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