KR101228757B1 - Led lighting devices with dual cooling structure - Google Patents

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송장섭
강희원
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주식회사 비솔
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Abstract

PURPOSE: An LED(Light Emitting Diode) lighting device having a dual cooling structure is provided to discharge heat generated in an LED by passing outer air through a cooling fan, the inside of a lighting device, and the LED. CONSTITUTION: A case(100) includes a cooling fan(130) for pulling outer air to an internal space and plural air vents formed on a wall facing the cooling fan. A radiator(200) includes air inducing grooves(210,210') of plural lines formed in a progress direction of air. Heat pipe heat transfer pins(300,300') of plural lines are vertically installed between the grooves. Aluminum cooling pins(400,400') of plural lines include plural air hollow holes(410). A cover body(500) includes LED withdrawal holes(510,510').

Description

이중 냉각 구조를 갖는 ＬＥＤ 조명장치{LED lighting devices with dual cooling structure}LED lighting devices with dual cooling structure

본 발명은 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED 소자의 직접적인 냉각과, 방열판 및 히트 파이프 열전달핀 과 냉각핀을 이용한 이중 냉각 방식을 구현함으로, LED 소자에서 발생되는 열을 보다 신속하면서도 안정적으로 방열시키는 등 냉각 효율의 향상과, 이에 따른 LED 조명장치의 안정된 구동 및 수명의 연장을 가져올 수 있게 하는 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an LED lighting device having a cooling structure, and more particularly, by directly cooling the LED element, and implementing a dual cooling method using a heat sink and a heat pipe heat transfer fin and a cooling fin, thereby generating heat generated in the LED element. The present invention relates to an LED lighting device having a dual cooling structure that can improve cooling efficiency such as heat dissipation more quickly and stably, and thereby lead to stable driving and prolongation of life of the LED lighting device.

일반적으로 발광다이오드인 LED(Light Emitting Diode)는 p형 반도체와 n형 반도체를 접합시키고, 전자와 정공이 접합면에서 결합하면서 빛을 발하는 소자이다. 이러한 LED는 저전력 소비로 높은 휘도를 발생시키고, 수은 등의 유해물질이 사용되지 않으므로 친환경적이며, 수명 및 내구성이 우수하여 최근 들어 다양한 조명장치로 응용되면서 사용되고 있다.In general, a light emitting diode (LED) is a device that bonds a p-type semiconductor and an n-type semiconductor, and emits light while electrons and holes are bonded at a bonding surface. Such LEDs generate high luminance due to low power consumption and are environmentally friendly because no harmful substances such as mercury are used, and have been recently used as various lighting devices due to their excellent lifetime and durability.

그러나 LED는 기본적으로 반도체이므로 열에 아주 취약할 뿐만 아니라, LED가 조명장치로 사용되기 위해서는 충분한 조도를 얻어야 하는데, 이를 위하여 고출력의 LED가 사용되고 이와 같은 고출력 LED의 경우 발열이 많은 문제점이 있다.However, since LED is basically a semiconductor, it is not only very vulnerable to heat, and in order to use the LED as a lighting device, it is necessary to obtain sufficient illuminance.

이렇듯, LED가 빛으로 발산하는 량은 입력에너지 대비 약 20%정도 이며 나머지 80%는 열로 발산한다. 조명용 LED는 높은 광 출력(optical power)을 얻기 위해 높은 전류를 사용하며, 그에 따라 열이 크게 발생하므로 열적 고려가 특히 중요한 것이다. As such, the amount of LED emitted by light is about 20% of the input energy, and the remaining 80% is emitted by heat. LEDs for lighting use high currents to achieve high optical power, and heat is generated accordingly, so thermal considerations are particularly important.

즉, LED 소자에서 발생되는 열이 외부로 배출되지 않으면 고스란히 LED 광원모듈 내부에 머무르게 되어 LED 칩이나 구동용 인쇄회로기판(printed circuitboard: PCB)이 상당한 고온의 상태로 장시간 유지되게 한다. 방열이 제대로 되지 않은 상태로 장시간 LED 소자를 구동하게 되면 LED 칩이나 PCB의 신뢰성 저하, 전기적 및 광학적 특성의 악화 등의 현상을 유발하고 제품의 수명이 현저히 단축된다. 뿐만 아니라, 심할 경우에는 LED 소자 자체에 심각한 손상을 초래하는 등의 전기적 과부하 고장을 일으킨다.In other words, if the heat generated from the LED device is not discharged to the outside, it stays inside the LED light source module, so that the LED chip or the printed circuit board (PCB) for a long time is maintained at a substantially high temperature. If the LED device is driven for a long time without proper heat dissipation, the LED chip or PCB will be degraded, and the electrical and optical characteristics will be deteriorated. In addition, severe overload failures can cause serious damage to the LED elements themselves.

따라서 LED 소자에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 배출될 수 있도록 할 필요가 있다. 특히 LED 소자를 옥내 또는 옥외용 조명장치의 광원으로 이용하는 경우, 많은 수의 LED 소자들이 좁은 영역에 밀집 배치되므로 LED 칩 소자에서 발생하는 열이 주변의 공간까지 방열이 잘 될 수 있는 방열경로의 최적화 설계가 무엇보다 중요한 것이다.Therefore, it is necessary to be able to quickly discharge the heat generated from the LED device to the outside. In particular, when the LED element is used as a light source for indoor or outdoor lighting devices, a large number of LED elements are arranged in a small area so that the heat generated from the LED chip element can be radiated to the surrounding space. Is more important than anything.

한편, 상기와 같이 LED 소자에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 통상의 LED 조명장치는, 특허등록번호 제10-1153291호와 같이 다수의 LED 소자가 결합된 PCB상면에 히트싱크가 결합되어 LED 소자에서 발열된 열기를 히트싱크를 통해 공기중으로 방열할 수 있도록 되어 LED 소자를 냉각시키는 것으로, 이는 히트싱크에 흡수된 열기를 히트싱크를 구성하는 방출핀에 의해 공기 접촉면적의 확장으로 이루어지는 것이며, 히트싱크에 접촉되는 공기도 히트싱크에서 발열된 열기에 의해 발열된 공기의 자연현상인 대류현상에 따른 것이다.On the other hand, the conventional LED lighting device for dissipating heat generated by the LED device as described above, as the heat sink is coupled to the upper surface of the PCB coupled to a plurality of LED devices, such as Patent No. 10-1153291 in the LED device The heat generated in the heat can be radiated to the air through the heat sink to cool the LED element. The heat absorbed by the heat sink is formed by the expansion of the air contact area by the discharge pin constituting the heat sink. The air that is in contact with is also due to convection, a natural phenomenon of air generated by heat generated from heat sinks.

그러나, 상기와 같은 자연 공기 순환 방식의 냉각구조는 방열 속도가 매우 느리고 방열되는 열량이 매우 미미하여, 최소한의 냉각 작용 효과는 얻을 수 있으나, 장시간 조명장치를 사용할 시 축열 현상이 생겨 LED 소자가 과열되며, 이에 따른 조명장치의 오류와 LED 소자의 수명이 단축되는 문제점이 그대로 나타났다.
However, the cooling structure of the natural air circulation type as described above has a very slow heat dissipation rate and a very small amount of heat radiated. Thus, a minimum cooling effect can be obtained. However, when a lighting device is used for a long time, the LED element is overheated due to a heat storage phenomenon. As a result, the error of the lighting device and the shortening of the lifespan of the LED device appeared.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 냉각팬에 의해 공기를 강제로 흐르게 하되, 공기가 각각의 LED 소자의 사이를 흐르게 하여 LED 소자에서 발생되는 열을 방열시키고, 이와 동시에 다수의 LED 소자를 갖는 메탈 보드를 다수의 히트파이프 열전달핀 및 냉각핀을 갖는 방열판에 밀착 설치함으로, 메탈 보드에서 발생되는 열을 신속하게 전달 및 확산 방열시킴으로, 냉각 효율의 현격한 향상과 이에 따른 LED 소자 및 조명장치의 안정된 구동 및 수명의 연장을 가져올 수 있게 하는 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, forcing the air to flow by the cooling fan, the air flows between each LED element to dissipate the heat generated by the LED element, at the same time a large number Metal boards with LED elements are installed in close contact with heat sinks with multiple heat pipe heat transfer fins and cooling fins, thereby rapidly transferring and diffusing heat generated from the metal boards, thereby significantly improving cooling efficiency and consequently LEDs. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an LED lighting device having a dual cooling structure that can bring about stable driving and an extended life of the device and the lighting device.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 내부에 조명장치를 제어하기 위한 제어부가 내입 및 공간부가 형성된 하부 개방형 함체상의 케이스와, 상기 케이스에 결합되는 메탈 보드 상에 복수의 LED 소자가 설치된 LED 조명장치에 있어서,As a specific means for achieving the above object, the control unit for controlling the lighting device therein is a case on the bottom open type housing having an inner portion and a space portion, and a plurality of LED lighting is installed on the metal board coupled to the case In the device,

일측면에 외부의 공기를 내부 공간부로 강제 유입시기키 위한 냉각팬이 형성되고, 상기 냉각팬과 대항되는 벽면에 다수의 공기 배출구가 형성된 케이스;A case in which a cooling fan for forcibly introducing external air into the inner space is formed on one side, and a plurality of air outlets are formed on a wall surface facing the cooling fan;

상기 케이스의 하부 개방부를 마감하며, 상부에 공기의 진행방향으로 다수열의 공기 유도홈이 형성되고, 저면에 함몰형 보드 장착홈이 형성 및 그 보드 장착홈에는 LED 소자를 갖는 메탈 보드가 수용 장착되는 방열판;The lower opening of the case is closed, and a plurality of rows of air guide grooves are formed in an upward direction of the air on the upper side, and a recessed board mounting groove is formed on the bottom surface and the metal board having LED elements is mounted on the board mounting groove. Heat sink;

상기 방열판의 상부에서 공기 유도홈과 동일 방향으로 그 공기 유도홈의 사이사이에 수직 입설되는 다수열의 히트파이프 열전달핀;A plurality of heat pipe heat transfer fins vertically placed between the air guide grooves in the same direction as the air guide grooves at the top of the heat sink;

상기 히트파이프 열전달핀의 상부에서 직각 방향으로 끼움 결합되며, 각각에 다수의 공기 통공이 형성된 다수열의 알루미늄 냉각핀; 및A plurality of rows of aluminum cooling fins fitted at right angles from the top of the heat pipe heat transfer fins, each having a plurality of air through holes; And

상기 방열판의 보드 장착홈을 마감 및 각각의 LED 소자가 외부로 노출될 수 있도록 다수의 LED소자 인출공이 형성된 커버체를 포함하여 구성함으로 달성할 수 있는 것이다.
Finishing the board mounting groove of the heat sink and can be achieved by including a cover body formed with a plurality of LED device draw holes so that each LED device is exposed to the outside.

상기와 같이 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치는, 냉각팬에 의해 외부의 공기를 조명장치 내부로 유입 및 유입된 공기가 LED 소자의 사이를 통과하게 되어 있어, LED 소자에서 발생되는 열이 공기로 빠르게 흡수 및 외부로 방열되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.In the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention as described above, the outside air is introduced into the lighting device by the cooling fan and the air introduced therethrough passes between the LED elements, so that the heat generated from the LED elements is reduced. It can be quickly absorbed by the air and radiate to the outside.

또한, 다수의 LED 소자가 설치된 메탈 보드가 다수의 히트파이프 열전달핀 및 냉각핀을 갖는 방열판에 밀착 설치되어 있어, 메탈 보드에서 발생되는 열이 방열판으로 고르게 확산 흡수 및 빠르게 히트파이프 열전달핀 과 냉각핀으로 전달되며, 이에 냉각팬의 작동으로 유입된 공기가 빠르게 흐르면서 열을 흡수 및 외부로 방열시키는 등 이중 냉각 방식에 의해 냉각 효율이 현격히 향상되고, 이에 따른 조명장치의 안정된 구동 및 조명장치 수명이 연장되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.
In addition, the metal board with a plurality of LED elements is installed in close contact with the heat sink having a plurality of heat pipe heat transfer fins and cooling fins, so that the heat generated from the metal board is evenly spread and absorbed by the heat sink and heat pipe heat transfer fins and cooling fins quickly. The cooling efficiency is greatly improved by the dual cooling method such as absorbing heat and radiating heat to the outside while the air flowed through the operation of the cooling fan is rapidly increased, thereby stably driving the lighting device and extending the life of the lighting device. You will get the effect.

도 1은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 결합상태의 저면 사시도.
도 3은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 결합 단면도.
도 4는 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 방열판 사시도.
도 5는 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 방열판 평면도.
도 6은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 방열판 저면도.
도 7은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 LED 소자 냉각 작동 상태도.
도 8은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 메탈 보드 및 내부 기기 냉각 작동 상태도.1 is an exploded perspective view of an LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention.
Figure 2 is a bottom perspective view of the combined state of the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention.
Figure 3 is a combined cross-sectional view of the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of the heat sink of the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention.
5 is a plan view of the heat sink of the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention.
Figure 6 is a bottom view of the heat sink of the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention.
Figure 7 is a LED device cooling operation state diagram of the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention.
8 is a metal board and internal device cooling operation state diagram of the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 분해 사시도 이고, 도 2는 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 결합 사시도 이며, 도 3은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 결합 단면도이고, 도 4는 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 방열판 사시도 이며, 도 5는 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 방열판 평면도이고, 도 6은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 방열판 저면도이다.1 is an exploded perspective view of an LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention, FIG. 2 is a combined perspective view of an LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of an LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention. 4 is a perspective view of a heat sink of the LED lighting apparatus having the dual cooling structure of the present invention, FIG. 5 is a plan view of the heat sink of the LED lighting apparatus having the dual cooling structure of the present invention, and FIG. 6 is a double cooling structure of the present invention. Bottom view of heat sink of LED lighting device.

도 1 내지 도 6의 도시와 같이 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치(1)는, 조명장치 몸체를 이루는 케이스(100)와, 상기 케이스(100)에 결합되는 방열판(200)과, 히트파이프 열전달핀(300)(300')과, 냉각핀(400)(400')과, 방열판(200)을 마감하는 커버체(500)로 구성된 것이다.As shown in FIGS. 1 to 6, the LED lighting device 1 having the dual cooling structure of the present invention includes a case 100 constituting the lighting device body, a heat sink 200 coupled to the case 100, and a heat. The pipe heat transfer fins 300, 300 ′, the cooling fins 400, 400 ′, and the heat sink 200 cover the cover body 500.

여기서, 상기 케이스(100)는, 하부가 개방되고, 내부에 공간부(120)가 형성되는 금속재의 직사각형 함체상으로 구성된 것으로, 상기 공간부(120)에는 조명장치를 전체적으로 컨트롤할 수 있도록 제어부(110)가 형성된 것이다.Here, the case 100, the lower portion is open, is formed of a rectangular enclosure made of a metal material in which the space portion 120 is formed therein, the space portion 120 is a control unit to control the lighting device as a whole ( 110) is formed.

또한, 케이스(100)의 일측 벽면에는 외부의 공기를 케이스(100) 내부로 강제 유입 시키기 위한 냉각팬(130)이 하나 이상 형성되며, 상기 냉각팬(130)과 대항되는 타측 벽면에는 방열되는 더운 공기가 케이스(100)의 외부로 배출될 수 있도록 그릴 형태의 다수의 공기 배출구(140)가 형성된 것이다.In addition, at least one cooling fan 130 is formed on one side wall of the case 100 to force external air into the case 100, and the heat dissipated at the other side wall facing the cooling fan 130. A plurality of grille-type air outlets 140 are formed to allow air to be discharged to the outside of the case 100.

상기 방열판(200)은, 상기 케이스(100)의 하부 개방부에 결합 및 케이스 내부의 공간부(120)를 마감하는 열전도성이 뛰어난 알루미늄 재질로 된 소정 두께를 갖는 판체상으로 구성된 것으로, 상부면에 상기 냉각팬(130)으로부터 공기 배출구(140) 방향의 길이를 갖는 다수열의 공기 유도홈(210)(210')이 형성되고, 저면에는 함몰 형성되는 보드 장착홈(220)이 형성되어, 그 보드 장착홈(220)에 통상의 다수의 LED 소자(11)(11')가 배열 설치되는 메탈 보드(10)가 수용 및 밀착 장착되어 메탈 보드(10)에서 발생하는 열을 고르게 흡수하게 구성된 것이다.The heat dissipation plate 200 is formed in a plate shape having a predetermined thickness of an aluminum material which is coupled to the lower opening of the case 100 and closes the space part 120 in the case. In the cooling fan 130, a plurality of rows of air guide grooves 210, 210 'having a length in the direction of the air outlet 140 is formed, the bottom surface is formed with a board mounting groove 220 is formed, The metal board 10 in which a plurality of conventional LED elements 11, 11 ′ are arranged in the board mounting groove 220 is mounted and accommodated closely so as to evenly absorb heat generated from the metal board 10. .

또한, 방열판(200)에는, 상기 냉각팬(130)의 근접 위치의 공기 유도홈(210)(210')에, 저면의 보드 장착홈(220)과 연통되는 공기 유입공(230)이 형성되고, 상기 공기 유입공(230)의 대항되는 반대 측 및 직각 방향 양측의 공기 유도홈(210)(210')에는 보드 장착홈(220)과 연통되는 공기 배출공(240)(240')이 각각 형성되어, 냉각팬(130)에의 해 케이스(100) 내부로 유입된 공기의 일부가 공기 유입공(230)을 통해 보드 장착홈(220)으로 유입 및 공기 배출공(240)(240')으로 배출되는 공기 진행 구조를 가지게 구성된 것이다.In addition, the heat sink 200 is formed in the air inlet hole 230 in communication with the board mounting groove 220 of the bottom in the air guide grooves 210 and 210 ′ in the vicinity of the cooling fan 130, In each of the air induction grooves 210 and 210 'opposite to and opposite to the air inlet hole 230, air discharge holes 240 and 240' communicating with the board mounting groove 220 are respectively. And a portion of the air introduced into the case 100 by the cooling fan 130 is introduced into the board mounting groove 220 through the air inlet hole 230 and into the air outlet holes 240 and 240 '. It is configured to have an exhausting air flow structure.

상기 히트파이프 열전달핀(300)(300')은, 상기 방열판(200)의 상부에서 상기 공기 유도홈(210)(210')과 동일 방향으로 다수열을 이루되, 상기 공기 유도홈(210)(210')의 사이사이에 수직 입설되는 것으로, 히트파이프 열전달핀(300)(300')은, 통상적인 열전도성이 뛰어난 구리 또는 알루미늄 재질을 사용함이 바람직한 것이며, 그 내부에 증류수나 액체 질소등의 열전도성 충진제가 충진된 히트파이프 열전달핀(300)(300')의 채택 사용하면 되는 것이며, 방열판(200)으로부터 열을 빠르게 흡수하기 위해 구성된다.The heat pipe heat transfer fins 300 and 300 ′ form a plurality of rows in the same direction as the air induction grooves 210 and 210 ′ on an upper portion of the heat sink 200, and the air induction grooves 210. It is preferable to use a copper or aluminum material having excellent thermal conductivity for the heat pipe heat transfer fins 300 and 300 ', which are vertically interposed between 210' and the distilled water or liquid nitrogen. The heat pipes filled with the heat conductive fillers may be used by adopting the heat transfer fins 300 and 300 ', and are configured to quickly absorb heat from the heat sink 200.

상기 냉각핀(400)(400')은, 열전도성이 뛰어난 알루미늄 재질로 이루어진 것으로, 상기 히트파이프 열전달핀(300)(300')의 상부에서 직각 방향으로 각열의 히트파이프 열전달핀(300)(300')이 연결되게 끼움 결합되며, 결합시 히트파이프 열전달핀(300)(300')과 격자형을 이루게 구성되어 상기 히트파이프 열전달핀(300)(300')으로부터 열을 흡수 및 방출시키게 구성된 것이다.The cooling fins 400 and 400 ′ are made of an aluminum material having excellent thermal conductivity, and the heat pipe heat transfer fins 300 of each row in a direction perpendicular to an upper portion of the heat pipe heat transfer fins 300 and 300 ′ ( 300 ') is coupled to be coupled to each other, and is configured to form a lattice shape with the heat pipe heat transfer fins 300, 300' at the time of coupling to absorb and release heat from the heat pipe heat transfer fins 300, 300 '. will be.

이때, 각각의 냉각핀(400)(400')에는 공기가 통과함과 동시에 접촉면적의 증대를 위해 다수의 공기 통공(410)이 형성되며, 하부에는 히트파이프 열전달핀(300)(300')에 해당하는 위치에 다수의 하부 개방형 끼움홈(420)이 형성된 것이다.At this time, each of the cooling fins 400, 400 'is formed with a plurality of air through holes 410 to increase the contact area at the same time as the air passes through the heat pipe heat transfer fins 300, 300' A plurality of lower open fitting grooves 420 are formed at positions corresponding thereto.

여기서, 상기 끼움홈(420)은, 상부로 갈수록 점차적으로 소폭 축소되는 폭을 가지게 구성된 것으로, 냉각핀(400)(400')이 히트파이프 열전달핀(300)(300')에 끼움 결합시 끼움홈(420)에 의해 물림 결합의 유도 및 억지 끼움되어 히트파이프 열전달핀(300)(300')과의 밀착력이 증대되게 되는 것이다.Here, the fitting groove 420 is configured to have a width gradually narrowed toward the top, the cooling fins 400, 400 'is fitted when fitted to the heat pipe heat transfer fins 300, 300'. Induction and interference of the bite coupling by the groove 420 is to increase the adhesion to the heat pipe heat transfer fins (300, 300 ').

한편, 상기 히트파이프 열전달핀(300)(300')과 냉각핀(400)(400')은, 제1,2,3 고정브라켓(250)(260)(270)에 의해 고정 및 지지되게 구성된 것으로, 제1 고정브라켓(250)은, 얇은 판으로 구성된 것으로, 히트파이프 열전달핀(300)(300')의 일단부 측에서 하부가 방열판(200)의 상부에 결합 고정되고, 상부가 절곡 및 그 절곡부에 다수의 열전달핀 고정홈(251)이 형성되어 히트파이프 열전달핀(300)(300')의 단부가 끼움 고정되게 구성된 것이다.Meanwhile, the heat pipe heat transfer fins 300, 300 ′ and cooling fins 400, 400 ′ are configured to be fixed and supported by the first, second, and third fixing brackets 250, 260, 270. The first fixing bracket 250 is formed of a thin plate, the lower end of which is coupled to the upper part of the heat sink 200 at one end of the heat pipe heat transfer fins 300 and 300 ', and the upper part is bent and A plurality of heat transfer fin fixing grooves 251 are formed at the bent portion, and the ends of the heat pipe heat transfer fins 300 and 300 'are fitted and fixed.

또한, 상기 제2 고정브라켓(260)은, 얇은 판으로 구성된 것으로, 냉각핀(400)(400')의 일단부 측에서 하부가 방열판(200)의 상부에 결합 고정되고, 상부가 절곡 및 그 절곡부에 다수의 냉각핀 고정홈(261)이 형성되어 냉각핀(400)(400')의 단부가 끼움 고정되게 구성된 것이다.In addition, the second fixing bracket 260 is made of a thin plate, the lower end is coupled to the upper portion of the heat sink 200 at one end of the cooling fins 400, 400 ', the upper portion is bent and its A plurality of cooling fin fixing grooves 261 are formed in the bent portion so that the ends of the cooling fins 400 and 400 'are fitted and fixed.

또한, 상기 제3 고정브라켓(270)은, 얇은 판으로 구성된 것으로, 제2 고정브라켓(260)의 반대 측에서 하부가 방열판(200)의 상부에 결합 고정되고, 상부가 절곡되어 가압턱(271)가 형성되고, 그 가압턱(271)에 의해 냉각핀(400)(400')의 상단을 가압 고정하게 구성된 것이다.In addition, the third fixing bracket 270, which is composed of a thin plate, the lower side is coupled to the upper portion of the heat sink 200 on the opposite side of the second fixing bracket 260, the upper portion is bent to the pressing jaw 271 ) Is formed, and the upper end of the cooling fins 400, 400 'by the pressing jaw 271 is configured to be fixed.

상기 커버체(500)는, 방열판(200)의 저면에서 보드 장착홈(220)을 마감하는 얇은 판으로 이루어진 것으로, 커버체(500)에는 각각의 LED 소자(11)(11')가 외부로 노출될 수 있도록 다수의 LED소자 인출공(510)(510')이 형성된 것이다.The cover body 500 is formed of a thin plate for finishing the board mounting groove 220 on the bottom surface of the heat sink 200, each LED element (11) (11 ') of the cover body 500 to the outside A plurality of LED device drawing holes 510 and 510 'are formed to be exposed.

또한, 커버체(500)로 보드 장착홈(220)을 마감시 보드 장착홈(220)과의 사이에는 각각의 LED 소자(11)(11') 사이사이와 통하는 공기 이동로(280)가 확보되는 것이다.
In addition, when the board mounting groove 220 is closed by the cover body 500, an air movement path 280 communicating between each of the LED elements 11 and 11 ′ is secured between the board mounting groove 220. Will be.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 작용을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 따른 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치(1)는, 직접적으로 열이 발생하는 LED 소자의 방열과, 간접적으로 열이 발생하는 메탈 보드 및 케이스 내부의 방열이 동시에 수행되게 함으로 냉각효율의 향상과 LED 소자 및 조명장치의 수명을 현격히 향상시키도록 하는 것이다.LED lighting device (1) having a dual cooling structure according to an embodiment of the present invention, the heat radiation of the LED element that directly generates heat, and indirectly generated heat dissipation inside the metal board and case that generates heat at the same time To improve the cooling efficiency and significantly improve the life of the LED device and lighting device.

이에, 도 7 및 도 8의 도시를 참고하여 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치(1)의 방열 작동 상태를 살펴보면,Thus, referring to the illustration of Figures 7 and 8 Looking at the heat dissipation operation state of the LED lighting device 1 having a dual cooling structure of the present invention,

장시간 LED 조명장치(1)의 점등으로 인해 LED 소자(11)(11')에 열이 발생하게 되면, 케이스(100)에 형성된 냉각팬(130)의 작동이 이루어지는 것이다.When heat is generated in the LED elements 11 and 11 ′ due to the lighting of the LED lighting apparatus 1 for a long time, the operation of the cooling fan 130 formed in the case 100 is performed.

이에, 냉각팬(130)의 작동으로 외부의 차가운 공기가 케이스(100) 내부로 유입되게 되면, 유입된 공기는 케이스(100)의 공간부(120)와 방열판(200)의 저면으로 분산 공급되는 것이다.Therefore, when the external cool air is introduced into the case 100 by the operation of the cooling fan 130, the introduced air is distributed and supplied to the bottom of the space part 120 and the heat sink 200 of the case 100. will be.

먼저, 도 7은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 LED 소자 냉각 작동 상태도로서, 도 7의 도시와 같이 차가운 외부 공기는 케이스(100) 내부 공간부(120)로 유입됨과 동시에 그 일부가 방열판(200)에 형성된 공기 유입공(230)을 통해 저면의 보드 장착홈(220)에 형성된 공기 이동로(280)로 진입하게 되는 것이다.First, Figure 7 is a diagram showing the LED element cooling operation state of the LED lighting device having a dual cooling structure of the present invention, as shown in Figure 7 cool outside air flows into the inner space portion 120 of the case 100 and at the same time Through the air inlet hole 230 formed in the heat sink 200 is to enter the air movement path 280 formed in the board mounting groove 220 on the bottom.

이후, 진입된 공기는 각각의 LED 소자(11)(11') 사이사이의 공기 이동로(280)를 통과하면서 가열된 LED 소자(11)(11')와 접촉 및 차가운 공기와 LED 소자(11)(11')간의 열교환이 이루어지는 것이며, 이에, 공기로 열이 방출된 LED 소자(11)(11')의 온도는 상대적으로 낮아지고, LED 소자(11)(11')로부터 열을 흡수한 공기의 온도는 상대적으로 상승하는 열교환 과정을 거쳐 LED 소자(11)(11')의 냉각이 이루어지는 것이다.The entered air then comes into contact with the heated LED elements 11 (11 ') and cool air and the LED elements 11 while passing through the air movement path 280 between each LED element 11, 11'. Heat exchange between the heat sinks 11 ', and thus, the temperature of the LED elements 11 and 11' that are released into the air becomes relatively low, and absorbs heat from the LED elements 11 and 11 '. The air temperature is a cooling of the LED elements 11 and 11 'through a heat exchange process that is relatively increased.

이후, 열교환이 이루어진 뜨거운 공기는 공기 배출공(240)(240')을 통해 방열판(200) 상부의 공기 유도홈(210)(210')으로 배출 및 케이스(100)의 공기 배출구(140)를 통해 외부로 배출되어 LED 소자(11)(11')의 방열이 이루어지는 것이다.Thereafter, the heat exchanged hot air is discharged to the air guide grooves 210 and 210 'on the heat sink 200 through the air discharge holes 240 and 240', and the air outlet 140 of the case 100 is opened. Is discharged to the outside through the heat dissipation of the LED element (11) (11 ') is made.

또한, 도 8은 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치의 메탈 보드 및 내부 기기 냉각 작동 상태도로서, 도 8의 도시와 같이 LED 소자(11)(11')에서 발생된 열은 그 LED 소자(11)(11')가 설치된 메탈 보드(10)에 직접적으로 열이 전달되고, 이에, 메탈 보드(10) 및 케이스(100) 내부의 공간부(120)를 포함한 제어부(110)에 까지 전달되는 것인바, 이를 방지하기 위해 메탈 보드(10)가 설치된 방열판(200)과 히트파이프 열전달핀(300)(300')과 냉각핀(400)(400')에서는 메탈 보드(10)에서 발생되는 열을 흡수 및 외부로 방출 시키게 되는 것이다.FIG. 8 is a view illustrating a metal board and an internal device cooling operation state of the LED lighting apparatus having the dual cooling structure according to the present invention. As shown in FIG. 11) 11 'is directly transferred to the metal board 10 is installed, the heat is transferred to the control unit 110 including the metal board 10 and the space portion 120 inside the case 100. In order to prevent this, the heat generated from the metal board 10 in the heat sink 200, the heat pipe heat transfer fins 300, 300 'and the cooling fins 400, 400' provided with the metal board 10 is installed. It will be absorbed and released to the outside.

상세히 설명하면, 냉각팬(130)의 작동으로 외부 차가운 공기를 케이스(100) 내부로 유입시키게 되면, 유입된 공기는 공간부(120) 내에서 방열판(200)과 히트파이프 열전달핀(300)(300')과 냉각핀(400)(400')과 접촉하게 되는 것이다.In detail, when the external cool air is introduced into the case 100 by the operation of the cooling fan 130, the introduced air is provided in the space part 120 by the heat sink 200 and the heat pipe heat transfer fin 300 ( 300 'and the cooling fins 400 and 400' are in contact with each other.

즉, 차가운 공기는 방열판(200)의 상부면에 형성된 공기 유도홈(210)(210')을 통과하면서 방열판(200)과 접촉하면서 방열판(200)의 뜨거운 열을 흡수하는 열교환이 이루어지는 것이며, 이에, 방열판(200)의 온도는 상대적으로 낮아지고 공기의 온도는 상대적으로 상승하는 등 열교환 과정을 거쳐 방열판(200)의 냉각이 이루어지는 것이다.That is, the cold air is made of heat exchange to absorb the hot heat of the heat sink 200 while contacting the heat sink 200 while passing through the air guide grooves 210 and 210 ′ formed on the top surface of the heat sink 200. In addition, the temperature of the heat sink 200 is relatively low and the temperature of the air is relatively increased, such that the heat sink 200 is cooled through a heat exchange process.

또한, 차가운 공기는 히트파이프 열전달핀(300)(300') 및 냉각핀(400)(400')과 접촉하게 되는 것으로, 차가운 공기는 공기 유도홈(210)(210')과 냉각핀(400)(400')의 공기 통공(410)을 통과하면서 히트파이프 열전달핀(300)(300') 및 냉각핀(400)(400')과 접촉하여 뜨거운 열을 흡수하는 열교환이 이루어지는 것이며, 이에 히트파이프 열전달핀(300)(300') 및 냉각핀(400)(400')의 온도는 상대적으로 낮아지고 공기의 온도는 상대적으로 상승하는 등 열교환 과정을 거쳐 히트파이프 열전달핀(300)(300') 및 냉각핀(400)(400')의 냉각이 이루어지는 것이다.In addition, the cold air is to be in contact with the heat pipe heat transfer fins 300, 300 'and the cooling fins 400, 400', the cold air is air induction grooves 210, 210 'and the cooling fins 400 Heat exchange to absorb hot heat by contacting the heat pipe heat transfer fins 300, 300 'and the cooling fins 400, 400' while passing through the air through hole 410 of the (400 '), heat Temperature of the pipe heat transfer fins 300, 300 'and the cooling fins 400, 400' is relatively low and the temperature of the air is relatively increased. And cooling fins 400 and 400 'are made.

즉, 지속적으로 메탈 보드(10)로부터 발생 된 열은 방열판(200)과 히트파이프 열전달핀(300)(300') 및 냉각핀(400)(400')으로 전달 및 방출시키게 되는 것이며, 방출되는 뜨거운 공기는 케이스(100)의 공기 배출구(140)를 통해 외부로 배출되는 것으로, 상기와 같은 공기의 흐름이 반복됨으로 방열 효과가 향상되는 것이다.That is, the heat generated continuously from the metal board 10 is to be transmitted and discharged to the heat sink 200, the heat pipe heat transfer fins 300, 300 'and the cooling fins 400, 400', and is released The hot air is discharged to the outside through the air outlet 140 of the case 100, and the heat radiation effect is improved by repeating the flow of air as described above.

한편, 방열판(200)에 형성된 공기 유도홈(210)(210')과 냉각핀(400)(400')에 형성된 공기 통공(410)은, 공기와의 접촉 면적을 향상시켜 신속한 냉각을 유도할 수 있는 것이다.Meanwhile, the air guide grooves 210 and 210 'formed in the heat sink 200 and the air through holes 410 formed in the cooling fins 400 and 400' improve the contact area with air to induce rapid cooling. It can be.

이상과 같이 본 발명 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치는, LED 소자의 직접적인 방열과, 메탈 보드를 통해 조명장치 내부로 전달되는 열이 동시에 방열되게 함으로 냉각 효율의 향상과 조명장치의 안정된 구동 및 그 수명을 현격히 연장시킬 수 있는 것이다.
As described above, the LED lighting device having the dual cooling structure of the present invention, by direct heat dissipation of the LED element, and the heat transmitted to the inside of the lighting device through the metal board at the same time, the heat dissipation is improved to improve the cooling efficiency and stable driving of the lighting device and its It is possible to extend the service life significantly.

10 : 메탈 보드 11,11' : LED 소자
100 : 케이스 110 : 제어부
120 : 공간부 130 : 냉각팬
140 : 공기 배출구
200 : 방열판 210,210' : 공기 유도홈
220 : 보드 장착홈 230 : 공기 유입공
240,240' : 공기 배출공 250 : 제1 고정브라켓
251 : 열전달핀 고정홈 260 : 제2 고정브라켓
261 : 냉각핀 고정홈 270 : 제3 고정브라켓
271 : 가압턱 280 : 공기 이동로
300,300' : 히트파이프 열전달핀
400,400' : 냉각핀 410 : 공기 통공
420 : 끼움홈
500 : 커버체 510,510' : LED소자 인출공10: metal board 11,11 ': LED element
100: case 110: control unit
120: space 130: cooling fan
140: air outlet
200: heat sink 210,210 ': air guide groove
220: board mounting groove 230: air inlet hole
240,240 ': Air outlet 250: First fixing bracket
251: heat transfer pin fixing groove 260: second fixing bracket
261: cooling pin fixing groove 270: third fixing bracket
271: pressure jaw 280: air movement path
300,300 ': Heat pipe heat transfer fin
400,400 ': Cooling fin 410: Air through
420: fitting groove
500: Cover body 510,510 ': LED element drawing hole

Claims (4)

내부에 조명장치를 제어하기 위한 제어부(110)가 내입 및 공간부(120)가 형성된 하부 개방형 함체상의 케이스(100)와, 상기 케이스(100)에 결합되는 메탈 보드(10) 상에 복수의 LED 소자(11)(11')가 설치된 LED 조명장치에 있어서,
일측면에 외부의 공기를 내부 공간부(120)로 강제 유입시기키 위한 냉각팬(130)이 형성되고, 상기 냉각팬(130)과 대항되는 벽면에 다수의 공기 배출구(140)가 형성된 케이스(100);
상기 케이스(100)의 하부 개방부를 마감하며, 상부에 공기의 진행방향으로 다수열의 공기 유도홈(210)(210')이 형성되고, 저면에 함몰형 보드 장착홈(220)이 형성 및 그 보드 장착홈(220)에는 LED 소자(11)(11')를 갖는 메탈 보드(10)가 수용 장착되는 방열판(200);
상기 방열판(200)의 상부에서 공기 유도홈(210)(210')과 동일 방향으로 그 공기 유도홈(210)(210')의 사이사이에 수직 입설되는 다수열의 히트파이프 열전달핀(300)(300');
상기 히트파이프 열전달핀(300)(300')의 상부에서 직각 방향으로 끼움 결합되며, 각각에 다수의 공기 통공(410)이 형성된 다수열의 알루미늄 냉각핀(400)(400'); 및
상기 방열판(200)의 보드 장착홈(220)을 마감 및 각각의 LED 소자(11)(11')가 외부로 노출될 수 있도록 다수의 LED소자 인출공(510)(510')이 형성된 커버체(500)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치.
The control unit 110 for controlling the lighting device therein is a case 100 on the lower open type enclosure in which the inner portion and the space portion 120 are formed, and a plurality of LEDs on the metal board 10 coupled to the case 100. In the LED lighting apparatus provided with the elements 11, 11 ',
Cooling fan 130 for forcibly introducing the outside air into the inner space portion 120 is formed on one side, a case having a plurality of air outlet 140 is formed on the wall facing the cooling fan 130 ( 100);
The lower opening of the case 100 is closed, and a plurality of rows of air guide grooves 210 and 210 'are formed in an upward direction of air, and a recessed board mounting groove 220 is formed at a bottom thereof and the board The heat dissipation plate 200 in which the metal board 10 having the LED elements 11 and 11 ′ is accommodated and mounted in the mounting groove 220;
A plurality of heat pipe heat transfer fins 300 arranged vertically between the air guide grooves 210 and 210 'in the same direction as the air guide grooves 210 and 210' in the upper portion of the heat sink 200 ( 300 ');
A plurality of rows of aluminum cooling fins 400 and 400 ′ which are fitted at right angles to the heat pipe heat transfer fins 300 and 300 ′ and each of which has a plurality of air through holes 410 formed therein; And
A cover body formed with a plurality of LED element outlet holes 510 and 510 ′ to finish the board mounting groove 220 of the heat sink 200 and to expose each of the LED elements 11 and 11 ′ to the outside. LED lighting device having a dual cooling structure, characterized in that it comprises a 500.
제 1항에 있어서,
상기 방열판(200)에는,
상기 냉각팬(130)의 근접 위치에서 공기 유도홈(210)(210')에는 저면의 보드 장착홈(220)과 연통되는 공기 유입공(230)을 형성하고, 상기 공기 유입공(230)과 대항되는 반대 측 및 직각 방향 양측의 공기 유도홈(210)(210')에는 저면의 보드 장착홈(220)과 연통되는 공기 배출공(240)(240')을 각각 더 형성하되,
상기 냉각팬(130)의 작동으로 외부의 공기가 내부로 유입시 방열판(200)의 공기 유입공(230)을 통해 보드 장착홈(220)으로 유입 및 각각의 LED 소자(11)(11') 사이를 흘러 공기 배출공(240)(240')을 통해 배출되게 구성함을 특징으로 하는 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치.
The method of claim 1,
The heat sink 200,
In the air guide grooves 210 and 210 ′ in the vicinity of the cooling fan 130, an air inlet hole 230 communicating with the board mounting groove 220 on the bottom is formed, and the air inlet hole 230 and Air induction grooves (210, 210 ') of the opposite side and the opposite side opposite to each other further formed air outlet holes 240, 240' in communication with the board mounting groove 220 of the bottom, respectively,
When the outside air flows into the inside by the operation of the cooling fan 130, the inflow into the board mounting groove 220 through the air inlet hole 230 of the heat sink 200 and each LED element 11, 11 ′ LED lighting device having a dual cooling structure, characterized in that configured to be discharged through the air discharge hole 240, 240 '.
제 1항에 있어서,
상기 냉각핀(400)(400')은,
하부에 히트파이프 열전달핀(300)(300')에 해당하는 위치에 다수의 하부 개방형 끼움홈(420)을 형성하되,
상기 끼움홈(420)은, 상부로 갈수록 점차적으로 소폭 축소되는 폭을 가지게 구성하여, 냉각핀(400)(400')이 히트파이프 열전달핀(300)(300')에 끼움 결합시 물림 결합의 유도 및 억지 끼움되어 히트파이프 열전달핀(300)(300')과의 밀착력이 증대되게 구성함을 특징으로 하는 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치.
The method of claim 1,
The cooling fins 400, 400 ',
In the lower portion of the heat pipe heat transfer fins (300, 300 ') to form a plurality of lower open fitting grooves 420,
The fitting groove 420 is configured to have a width that is gradually narrowed gradually toward the top, the cooling fins 400, 400 'of the bite coupling when fitting the heat pipe heat transfer fins 300, 300' LED lighting device having a dual cooling structure, characterized in that the induction and interference fitting is configured to increase the adhesion to the heat pipe heat transfer fins (300) (300 ').
제 1항에 있어서,
상기 히트파이프 열전달핀(300)(300')과 냉각핀(400)(400')을 고정하기 위한 제1,2,3 고정브라켓(250)(260)(270)을 더 포함하여 구성하되,
제1 고정브라켓(250)은, 히트파이프 열전달핀(300)(300')의 일단부 측에서 하부가 방열판(200) 상부에 결합 고정되고, 상부가 절곡 및 다수의 열전달핀 고정홈(251)이 형성되어 히트파이프 열전달핀(300)(300')의 단부가 끼움 고정되며,
제2 고정브라켓(260)은, 냉각핀(400)(400')의 일단부 측에서 하부가 방열판(200) 상부에 결합 고정되고, 상부가 절곡 및 다수의 냉각핀 고정홈(261)이 형성되어 냉각핀(400)(400')의 단부가 끼움 고정되며,
제3 고정브라켓(270)은, 냉각핀(400)(400')의 타단부 측에서 하부가 방열판(200) 상부에 결합 고정되고, 상부 가압턱(271)가 절곡 형성되어 냉각핀(400)(400')의 상부를 가압 고정하게 구성함을 특징으로 하는 이중 냉각 구조를 갖는 LED 조명장치.
The method of claim 1,
The heat pipe heat transfer fins (300, 300 ') and the cooling fins 400, 400' (400 ') for fixing the first, second, third fixing brackets (250, 260, 270) further comprises,
The first fixing bracket 250 has a lower portion coupled to and fixed to an upper portion of the heat sink 200 at one end of the heat pipe heat transfer fins 300 and 300 ', and the upper portion is bent and a plurality of heat transfer fin fixing grooves 251. It is formed and the ends of the heat pipe heat transfer fins 300, 300 'is fitted and fixed,
The second fixing bracket 260 has a lower portion coupled to and fixed to an upper portion of the heat sink 200 at one end of the cooling fins 400 and 400 ', and the upper portion is bent and a plurality of cooling fin fixing grooves 261 are formed. End of the cooling fins 400, 400 'is fitted and fixed,
The third fixing bracket 270, the other end of the cooling fins 400, 400 'is fixed to the lower portion coupled to the upper portion of the heat sink 200, the upper pressing jaw 271 is formed to be bent cooling fin 400 LED lighting device having a dual cooling structure, characterized in that configured to be fixed to the upper portion of the (400 ').
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