KR101348692B1 - 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 길게 압출하여 제작되며, 사용 용도에 따라 알맞게 절단하여 사용됨으로써, 작업성이 좋으며, 내부에 중공부가 구비된 입체형태로 형성됨으로써, 내구성이 좋고, 냉각효율이 향상된 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치를 제공하고. 크기에 따라 매번 금형을 만들어 시간과 금전의 낭비를 가져오는 경제적인 손실을 줄인 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치는, 장치의 발열 부위에 설치되는 히트파이프와 연결되어 열을 냉각시키기 위한 것으로서, 상기 히트파이프의 외측에 장착되며, 외측에 상하 관통된 장착홈이 구비된 몸체; 상기 몸체의 외측으로 돌출되게 형성되며, 일단이 상기 장착홈에 삽입되어 상기 몸체와 결합되는 방열체; 를 포함하여 이루어지되, 상기 방열체에는 상하 관통된 방열공이 형성된다.

Description

히트파이프 삽입형 고효율 방열장치{Radiator insert type of heatpipe}
본 발명은 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치에 관한 것으로서, 특히 히트파이프를 이용한 냉각장치를 구비하는 LED조명 또는 냉각이 필요한 모든 발열기기에 장착하여 사용할 수 있는 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치에 관한 것이다.
방열장치는 열을 신속히 외부로 발산시키기 위한 부품으로, '히트싱크'로도 불리며, 통상적으로 열전달율이 높은 금속재질로 이루어진다.
이러한 방열장치는 난방 장치에 설치되어 주위를 가열하도록 하는 역할로도 사용될 수 있고, 컴퓨터나 조명장치 등에 장착되어 기계에서 발생하는 열을 식혀주도록 하는 냉각기 역할로도 사용될 수 있다.
한편, LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드)는 반도체의 일종으로서 전압을 가하면 전기에너지가 빛에너지로 변화하여 발광(發光)하는 현상을 이용하는 것이다.
이러한 LED를 이용한 조명기구는, 현재 조명기구로서 주로 사용되는 백열등 등에 비해 전력소비가 작을 뿐 아니라 다양한 색상의 빛을 구현할 수 있다는 장점때문에 그 사용빈도가 증가하는 추세이다.
그러나 LED 조명기구는 발열량이 많아 고밀도의 발광소자를 구비하는 LED 조명기구에는 열을 냉각시키기 위한 방열장치가 반드시 설치되어야만 한다.
도 1은 대한민국 공개특허 제10-2008-0071812호에 개시된 종래의 LED조명에 장착된 히트파이프를 이용한 방열장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 히트파이프용 방열장치는 원기둥 형태이며 내부에 관통공이 형성된 히트파이프(40)와, 상기 히트파이프(40)의 측면에 결합되어 상기 히트파이프(40)에 전달된 열을 외부로 발산하는 판 형상의 방열판(30)을 포함하여 이루어지며, 상기 관통공 내부에 LED결합체(20)가 설치된다.
그러나 이러한 종래의 방열장치는 상기 방열판(30)을 세로 방향으로 두껍게 압축하여 제작해야 하고, 그만큼 체적이 작아져서 방열효율이 낮을 수밖에 없어 고효율 냉각 장치에 적용할 수 없고, 방열판의 두께를 줄여 체적을 넓혀야 냉각 효과를 더 볼 수 있으나 얇은 방열판일 경우 내구성이 떨어지는 문제점이 발생 되었다.
또한, 이러한 종래의 방열장치는 다이캐스팅이라는 고압사출로 가공이 아닌 정밀 주조를 이용하여 주조형상과 똑같이 금형을 이용하여 압출하거나 찍어내는 일체형이 있는데, 일체형의 방열장치는 내구성 때문에 두꺼워질 수밖에 없기 때문에 부피가 크고 무게가 많이 나가는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 길게 압출하여 제작되며, 사용 용도에 따라서 알맞게 절단하여 사용됨으로써, 작업성이 좋으며, 내부에 중공부가 구비된 입체형태로 형성됨으로써, 두께가 얇으면서도 내구성이 좋고, 냉각효율이 향상된 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치를 제공하며, 크기에 따라 매번 금형을 만들어 시간과 금전의 낭비를 가져오는 경제적인 손실을 줄이고자 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치는, 장치의 발열 부위에 설치되는 히트파이프와 연결되어 열을 냉각시키기 위한 것으로서, 상기 히트파이프의 외측에 장착되며, 외측에 상하 관통된 장착홈이 구비된 몸체; 상기 몸체의 외측으로 돌출되게 형성되며, 일단이 상기 장착홈에 삽입되어 상기 몸체와 결합되는 방열체; 를 포함하여 이루어지되, 상기 방열체에는 상하 관통된 방열공이 형성된다.
상기 장착홈의 내부 양측에는 오목하게 결합홈이 형성되고, 상기 방열체의 일단 양측에는 상기 결합홈에 삽입되는 결합돌기가 형성된다.
상기 방열체는, 상기 장착홈에 삽입 결합되는 솔리드 형태의 결합부; 판 형상이며, 상기 결합부의 일측에서 상기 몸체의 지름 방향으로 연장 형성되는 제1측면부; 판 형상이며, 상기 결합부의 타측에서 상기 제1측면부와 이격되게 상기 몸체의 지름 방향으로 연장 형성되는 제2측면부; 를 포함하되, 상기 제1측면부와 상기 제2측면부 사이에 상기 방열공이 형성된다.
상기 제1측면부와 상기 제2측면부는, 상기 방열공의 상기 몸체 방향 폭 보다 상기 몸체 반대 방향 폭이 더 넓도록, 상기 몸체 방향 일단 보다 상기 몸체의 반대 방향 타단 사이의 간격이 더 넓게 배치된다.
상기 제1측면부와 상기 제2측면부는, 상기 방열공의 폭이 상기 몸체 방향 일단에서 상기 몸체 반대 방향 타단으로 갈수록 단계적으로 넓어지도록 단차지게 형성된다.
상기 방열공에는 원주 방향으로 돌출되어 상기 방열공의 내부 양측을 상호 연결하는 보강부가 형성된다.
상기 방열공의 내측면에는 다수개의 방열돌기가 일정 간격 이격 형성된다.
상기 몸체 및 상기 방열체는 압출 성형 방식으로 제작된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치는 다음과 같은 효과가 있다.
상기 방열체에는 상하 관통된 방열공이 형성됨으로써, 체적을 넓혀 방열 효과가 향상 되고, 입체형이 되어 내구성이 좋아지는 효과를 발생시킨다.
상기 결합부의 양측에 상기 결합홈에 삽입되는 결합돌기가 각각 형성됨으로써, 상기 방열체가 지름 방향으로 빠지지 않도록 고정되게 하며, 이로 인해 상기 몸체와 상기 방열체의 결합력이 향상되는 효과를 발생시킨다.
상기 제1측면부와 상기 제2측면부는, 상기 방열공의 폭이 상기 몸체 방향보다 상기 몸체의 반대 방향이 넓어지도록 상기 몸체 방향인 일단 보다 상기 몸체의 반대 방향인 타단 사이의 간격이 더 넓게 형성됨으로써, 상기 몸체에 장착된 다수개의 상기 방열체의 간격과 상기 제1측면부 및 상기 제2측면부 사이의 간격이 균일하게 이격 배치되도록 하여 방열이 전체적으로 균일하게 이루어지도록 하는 효과를 발생시킨다.
상기 제1측면부와 상기 제2측면부가 상기 몸체 방향인 일단에서 상기 몸체 반대 방향인 타단으로 갈수록 단계적으로 넓어지도록 단차지게 형성됨으로써, 상기 방열체의 강도 및 내구성을 높여 외부 충격에 의해 휘어지거나 손상되는 것을 방지하는 효과를 발생시킨다.
상기 보강부가 상기 제1측면부와 상기 제2측면부 사이에 형성됨으로써, 상기 제1측면부와 상기 제2측면부 간격이 균일하게 유지되도록 지지하고, 이로 인해 상기 제1측면부와 상기 제2측면부의 두께를 얇게 하면서도 상기 방열체의 내구성을 향상시키며, 상기 방열체의 표면적이 증가되어 방열 효율이 향상되는 효과를 발생시킨다.
상기 방열돌기는 상기 방열체의 전체 표면적을 증가시켜 상기 방열체의 방열효율을 높이는 효과를 발생시킨다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 조명장치용 방열장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치의 일부 분해사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치의 평면 구조도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치의 사용 상태도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치의 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치의 일부 분해사시도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치의 평면 구조도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치의 사용 상태도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치는 몸체(100)와 방열체(200)로 이루어진다.
상기 몸체(100)는 대략 원통형 형상이며, 열전달율이 높은 금속 재질로 이루어지고, 중앙에 관통공(110)이 상하 개방 형성되며, 외측에는 둘레를 따라 다수개의 장착홈(120)이 상하 및 외측 방향으로 개방되게 형성된다.
좀더 구체적으로, 상기 관통공(110)은 원통형 형상으로 형성되며, 도 5에 도시된 바와 같이, LED조명기구(L) 등에 설치되는 히트파이프(P)가 삽입 장착된다.
물론, 경우에 따라, 상기 관통공(110)의 형상은 상기 히트파이프(P)의 형상에 따라 사각형, 육각형, 오각형 등 다양한 형태로 변경될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 제작이 편리한 원통형으로 형성된다.
상기 장착홈(120)은 상하 및 외측 방향으로 개방 형성된다. 즉 외측에서 상기 관통공(110) 방향으로 오목하게 형성된 형태이며, 내측 선단부가 호 형상으로 형성된다.
또한, 상기 장착홈(120)은 다수개, 구체적으로 본 발명의 실시예에서는 24개로 이루어지며, 외측 둘레를 따라 일정 각도로 이격 배치된다.
이러한 상기 장착홈(120)에는 후술할 상기 방열체(200)의 일단이 삽입 장착된다.
경우에 따라, 상기 장착홈(120)은 상하 길이 방향으로 내부 폭이 미세하게 경사지게 형성될 수 있다. 즉 하단 폭이 상단 폭 보다 약간 좁게 구배를 줄 수 있는데, 이러한 경우 상기 장착홈(120)에 후술할 상기 방열체(200)가 삽입 장착될 때, 상기 방열체(200)의 하방향으로 빠지게 되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 장착홈(120)의 내부 양측에는 오목하게 반호 형상의 결합홈(130)이 각각 형성된다.
상기 결합홈(130)은 서로 마주보는 방향, 즉 상기 장착홈(120) 방향으로 개방 형성되며, 상기 장착홈(120)과 마찬가지로 상하 방향으로 관통 형성된다.
이러한 상기 결합홈(130)에는 후술할 상기 방열체(200)에 형성된 결합돌기(211)가 삽입 장착된다.
한편, 상기 방열체(200)는 상기 몸체(100)와 마찬가지로 열전달율이 높은 금속재질로 이루어지고, 상기 몸체(100)의 외측으로 돌출되게 형성되며, 내부에는 상하 관통된 방열공(240)이 형성되고, 일단 즉 상기 몸체(100)의 중심부 방향 선단부가 상기 장착홈(120)에 삽입 결합된다.
좀더 구체적으로, 상기 방열체(200)는 결합부(210), 제1측면부(220), 제2측면부(230), 상기 방열공(240), 보강부(250) 및 방열돌기(260)로 이루어진다.
상기 결합부(210)는 상기 몸체(100)의 장착홈(120)에 삽입되는 부분으로, 내부가 꽉 찬 솔리드 형태로 형성되며, 상기 장착홈(120)과 동일한 형상으로 형성된다.
이러한 상기 결합부(210)의 좌우 양측에는 상기 결합홈(130)에 삽입되는 반구 형상의 결합돌기(211)가 각각 돌출 형성된다.
상기 결합돌기(211)는 상기 방열체(200)가 상기 장착홈(120)에 삽입될 경우, 상기 방열체(200)가 지름 방향으로 빠지지 않도록 고정되게 하며, 이로 인해 상기 몸체(100)와 상기 방열체(200)의 결합력이 향상되는 효과가 발생 된다.
상기 제1측면부(220)는 상기 결합부(210)의 일측에서 상기 몸체(100)의 지름 방향으로 연장 형성되며, 상기 결합부(210)보다 얇은 판 형상으로 형성된다.
또한, 상기 제1측면부(220)는 상기 몸체(100)와 멀어질수록 단계적으로 단차지게 형성된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 후술할 상기 제2측면부(230) 반대 방향으로 절곡된 단차부(225)에 의해 총 4개의 층을 이루는 계단과 같이 형성된다.
상기 제2측면부(230)는 상기 제1측면부(220)와 좌우 대칭되게 형성되는데, 구체적으로 상기 제1측면부(220)와 마찬가지로 판 형상이며, 상기 결합부(210)의 타측에서 상기 몸체(100)의 지름 방향으로 연장 형성되고, 상기 몸체(100)의 원주 방향, 즉 둘레 방향으로 상기 제1측면부(220)와 이격되게 배치된다.
또한, 상기 제2측면부(230)는 상기 본체와 멀어지는 방향으로 단계적으로 상기 제1측면부(220)의 반대 방향으로 단차지게 형성된다. 즉, 상기 제1측면부(220)와 대칭되게 상기 제1측면부(220)의 반대방향으로 절곡된 단차부(235)에 의해 총 4개의 층을 이루는 계단과 같이 형성된다.
이러한 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230) 사이에는 상기 방열공(240)이 형성된다.
구체적으로, 상기 방열공(240)은 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230)의 이격된 사이의 공간이며, 상기 몸체(100)와 멀어지는 방향으로 갈수록 폭이 점점 넓어진다.
즉, 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230)는, 상기 방열공(240)의 상기 몸체(100) 방향 폭 보다 그 반대 방향 폭이 더 넓어지도록, 상기 몸체(100) 방향인 일단 보다 상기 몸체(100)의 반대 방향인 타단 사이의 간격이 더 넓게 형성된다.
이와 같이 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230)는, 상기 방열공(240)의 폭이 상기 몸체(100) 방향보다 상기 몸체(100)의 반대 방향이 넓어지도록 상기 몸체(100) 방향인 일단 보다 상기 몸체(100)의 반대 방향인 타단 사이의 간격이 더 넓게 형성됨으로써, 상기 몸체(100)에 장착된 다수개의 상기 방열체(200)의 간격과 상기 제1측면부(220) 및 상기 제2측면부(230) 사이의 간격이 균일하게 이격 배치되도록 하여 방열이 전체적으로 균일하게 이루어지도록 하는 효과를 발생시킨다.
또한, 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230)가 상기 몸체(100) 방향인 일단에서 상기 몸체(100) 반대 방향인 타단으로 갈수록 단계적으로 넓어지도록 단차지게 형성됨으로써, 상기 방열체(200)의 강도 및 내구성을 높여 외부 충격에 의해 휘어지거나 손상되는 것을 방지하는 효과를 발생시킨다.
한편, 경우에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치는 상기 방열공(240)을 통해서 냉각수가 순환되도록 구성될 수 있다, 즉, 상기 방열공(240)의 상단과 하단을 서로 호스로 연결하고, 상기 호스를 순환펌프와 연결시켜 상기 호스와 상기 방열공을 통해 내부에 냉각수가 흐르도록 구성할 수 있다. 이러한 경우 냉각수에 의해 열이 빠르게 외부로 전달되어 방열 효율이 증가되는 효과가 있다.
또한, 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230) 사이에는 원주 방향으로 상기 보강부(250)가 돌출 형성된다.
상기 보강부(250)는 사각형의 판 형상으로 상기 몸체(100)의 둘레 방향으로 돌출 형성되고, 다수개, 즉 4개로 이루어지며, 상기 제1측면부(220)의 단차 간격과 동일한 간격으로 상기 몸체(100)의 지름 방향으로 상호 이격 배치되고, 이로 인해 상기 방열공(240)은 4개의 공간으로 분리된다.
이러한 상기 보강부(250)는 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230) 사이에 일체로 연결되게 형성되며, 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230) 간격이 균일하게 유지되도록 지지하고, 이로 인해 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230)의 두께를 얇게 형성하면서 상기 방열체(200)의 내구성을 향상시키고, 상기 방열체(200)의 전체적인 표면적을 증가시켜 방열 효율이 증가되는 효과를 발생시킨다.
한편, 방열돌기(260)는 상기 방열공(240)의 내측면에 일정 간격 이격되게 다수개 형성된다.
좀더 구체적으로 상기 방열돌기(260)는 상기 제1측면부(220) 및 상기 제2측면부(230)에 상기 방열공(240) 방향으로 돌출되며, 상기 방열체(200)의 길이 방향으로 길게 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 방열돌기(260)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 단순히 사각형 형상으로 형성되지만, 경우에 따라 호 형상으로 돌출 형성될 수도 있고, 삼각형 형상으로 돌출 형성될 수도 있으며, 내부에 중공이 형성된 링 형상으로 형성될 수도 있다. 특히, 링 형상으로 형성될 경우 내주면 및 외주면을 통해 열을 발산할 수 있어 냉각 효율이 더 높아지는 효과가 있다.
이와 같이 상기 방열체(200)의 내측면, 즉 상기 제1측면부(220)와 상기 제2측면부(230)의 내측면에 상기 방열돌기(260)가 형성됨으로써, 상기 방열체(200)의 전체 표면적을 증가시켜 상기 방열체(200)의 방열효율이 증가되는 효과를 발생시킨다.
위 구성으로 이루어진 상기 방열체(200)는 상기 장착홈(120)의 갯수 만큼 다수개로 이루어져, 각각의 상기 장착홈(120)에 상하 슬라이딩 방식으로 삽입 결합 되며, 상기 LED조명장치(L)에서 발생하는 열을 상기 히트파이프(P)에서 상기 몸체(100)와 상기 방열체(200)를 통해 외부로 발산하여 신속하게 냉각하게 된다.
이러한 상기 몸체(100) 및 상기 방열체(200)는 압출 성형 방식에 의해 길게 압출 성형 되며, 장착될 히트파이프의 길이에 따라 절단하여 사용되며, 이로 인해 다양한 길이의 제품에 적용하여 사용할 수 있도록 하는 효과를 발생시킨다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구 범위의 사상 및 영역을 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 형태로 변형 실시될 수 있으며, 따라서 이와 같은 변형은 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 해석해야 할 것이다.
100 : 몸체, 110 : 관통공,
120 : 장착홈, 130 : 결합홈,
200 : 방열체, 210 : 결합부,
211 : 결합돌기, 220 : 제1측면부,
230 : 제2측면부, 240 : 방열공,
250 : 보강부, 260 : 방열돌기,

Claims (8)

  1. 장치의 발열 부위에 설치되는 히트파이프와 연결되어 열을 냉각시키기 위한 것으로서,
    상기 히트파이프의 외측에 장착되며, 외측에 상하 관통된 장착홈이 구비된 몸체;
    상기 몸체의 외측으로 돌출되게 형성되며, 일단이 상기 장착홈에 삽입되어 상기 몸체와 결합되는 방열체; 를 포함하여 이루어지되,
    상기 방열체는,
    상기 장착홈에 삽입 결합되는 솔리드 형태의 결합부;
    판 형상이며, 상기 결합부의 일측에서 상기 몸체의 지름 방향으로 연장 형성되는 제1측면부;
    판 형상이며, 상기 결합부의 타측에서 상기 제1측면부와 이격되게 상기 몸체의 지름 방향으로 연장 형성되는 제2측면부; 를 포함하되,
    상기 제1측면부와 상기 제2측면부 사이에 상하 관통된 방열공이 형성되고,
    상기 제1측면부와 상기 제2측면부에는 상기 방열공의 폭이 상기 몸체 방향 일단에서 상기 몸체 반대 방향 타단으로 갈수록 단계적으로 넓어지도록 절곡된 단차부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장착홈의 내부 양측에는 오목하게 결합홈이 형성되고,
    상기 방열체의 일단 양측에는 상기 결합홈에 삽입되는 결합돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열공의 상단과 하단을 서로 호스로 연결하고, 상기 호스를 순환펌프와 연결시켜 상기 호스와 상기 방열공을 통해 내부에 냉각수가 유동 되도록 하는 것을 특징으로 하는 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열공에는 원주 방향으로 돌출되어 상기 방열공의 내부 양측을 상호 연결하는 보강부가 형성되는 것을 특징으로 하는 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열공의 내측면에는 다수개의 방열돌기가 일정 간격 이격 형성되는 것을 특징으로 하는 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체 및 상기 방열체는 압출 성형 방식으로 제작되는 것을 특징으로 하는 히트파이프 삽입형 고효율 방열장치.
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