KR101410517B1 - 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 엘이디 등기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구에 관한 것으로, 그 구성은 전기가 공급되면 발광하는 것으로, 다수의 LED 소자가 집적되어 이루어지는 하나 이상의 발광부;와, 하부에 상기 발광부가 삽입 설치되며, 상기 발광부에서 발산되는 열을 방열수단으로 전달하는 케이스;와, 상기 케이스의 상부에 설치되는 것으로, 냉매를 이용하여 상기 발광부에서 발산되는 열을 외부로 방열하는 방열수단;으로 된 것을 특징으로 하는 것으로서,
발광부에서 발산되는 열을 전도하는 케이스에 냉매가 수용되는 방열체를 위치시켜 케이스에 전도된 열이 방열체의 냉매에 전도되어 용이하게 흡수 방열되는 구조를 제공함으로, 방열의 효율을 향상시켜 과열로 인한 LED의 출력저하 및 고장을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 크기를 최소화하여 설치 및 관리의 우수성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 발광부의 출력 가변에 따라 방열체를 탈착할 수 있는 발열수단을 제공함으로, 발광부의 출력에 대응하여 적합한 개수의 방열체를 탈착할 수 있어 종래의 LED 등기구와 같이 출력변화에 따라 적합하게 구조를 재설계하는 과정에서 발생하는 비용 및 시간소모를 방지할 수 있어 제품의 단가를 절감하여 제품의 가격경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 발광부의 출력 가변에 따라 방열체를 탈착할 수 있는 발열수단의 구조로 인해, 제품의 안전성 및 사용편의성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 서로 다른 길이를 가지는 방열체나 방열 핀을 설계 준비하고, 발광부의 출력 가변에 대응하는 적합한 길이의 방열 핀이 형성된 방열체를 사용하여 우수한 방열효과를 기대할 수 있는 장점이 있다.

Description

냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 엘이디 등기구{Body radiant heat using a refrigerant with a removable high-power LED luminaire}

본 발명은 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광부에서 발산되는 열을 전도하는 케이스에 냉매가 수용되는 방열체를 위치시켜 케이스에 전도된 열이 방열체의 냉매에 전도되어 용이하게 흡수 방열되는 구조를 제공함으로, 방열의 효율을 향상시켜 과열로 인한 LED의 출력저하 및 고장을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 크기를 최소화하여 설치 및 관리의 우수성을 확보할 수 있는 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구에 관한 것이다.

일반적으로 등기구는 백열전구나 형광등과 같은 전통적인 광원에서 LED(발광다이오드; Light Emitted Diode)를 광원으로 사용하는 것으로 발전하고 있다.

이러한, LED를 광원으로 사용하는 등기구는 환경오염 유발 요인이 적고, 에너지 사용효율이 우수하고, 사용 수명이 오래간다는 장점으로 인해 전통적인 광원을 대체할 수 있는 기대를 받고 있으며, 근래 이에 관한 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있다.

하지만, LED 등기구는 LED가 발광시 LED가 집적되는 PCB기판에서 과다한 열이 발산되며, 이를 원활하게 냉각시키지 않으면 열에 취약한 LED의 특성상 LED의 출력이 저하되거나 고장이 발생하는 단점이 있다.

이러한 단점을 해결하기 위해, 통상 LED 등기구에는 LED에서 발산되는 열을 방열하기 위한 공랭식 방열판이 설치되어 사용됐는데, 상기 공랭식 방열판은 주변의 공기와 열교환하여 방열하는 특성상 방열효율이 다소 낮아 장시간 사용하면 상기 LED 등기구가 쉽게 과열되어 LED의 출력이 저하되거나 고장이 발생하는 단점이 여전히 발생하였다.

여기서, 상기 공랭식 방열판의 방열효율을 높이기 위해 방열판의 크기 및 개수를 증가시키면, LED 등기구의 크기가 너무 대형화되어 설치 및 유지관리가 곤란하여 현실적으로 사용이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 LED 등기구는 LED의 출력 가변에 따라 방열성능의 가변이 불가능함으로, 통상 종래의 LED 등기구는 LED의 출력이 변화되면 출력에 맞게 등기구의 구조를 설계, 금형제작, 제품성능평가 등의 막대한 비용 및 시간이 소모되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 발광부에서 발산되는 열을 전도하는 케이스에 냉매가 수용되는 방열체를 위치시켜 케이스에 전도된 열이 방열체의 냉매에 전도되어 용이하게 흡수 방열되는 구조를 제공함으로, 방열의 효율을 향상시켜 과열로 인한 LED의 출력저하 및 고장을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 크기를 최소화하여 설치 및 관리의 우수성을 확보할 수 있는 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구를 제공함에 있다.

또한, 발광부의 출력 가변에 따라 방열체를 탈착할 수 있는 발열수단을 제공함으로, 발광부의 출력에 대응하여 적합한 개수의 방열체를 탈착할 수 있어 종래의 LED 등기구와 같이 출력변화에 따라 적합하게 구조를 재설계하는 과정에서 발생하는 비용 및 시간소모를 방지할 수 있어 제품의 단가를 절감하여 제품의 가격경쟁력을 확보할 수 있는 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구를 제공함에 있다.

더욱이, 발광부의 출력 가변에 따라 방열체를 탈착할 수 있는 발열수단의 구조로 인해, 제품의 안전성 및 사용편의성을 확보할 수 있는 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구를 제공함에 있다.

또한, 서로 다른 길이를 가지는 방열체나 방열 핀을 설계 준비하고, 발광부의 출력 가변에 대응하는 적합한 길이의 방열 핀이 형성된 방열체를 사용하여 우수한 방열효과를 기대할 수 있는 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구는 전기가 공급되면 발광하는 것으로, 다수의 LED 소자가 집적되어 이루어지는 하나 이상의 발광부;와, 하부에 상기 발광부가 삽입 설치되며, 상기 발광부에서 발산되는 열을 방열수단으로 전달하는 케이스;와, 상기 케이스의 상부에 설치되는 것으로, 냉매를 이용하여 상기 발광부에서 발산되는 열을 외부로 방열하는 방열수단;을 포함하여 구성되되,
상기 방열수단은 상기 케이스의 상면에 위치되는 것으로, 내부에 안치홈이 형성되는 하나 이상의 방열기둥과, 상기 방열기둥의 안치홈에 삽입 안치되는 것으로, 내부에 냉매가 수용되어 상기 발광부에서 발산되는 열을 용이하게 흡수 방열하는 방열체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 방열체의 상부에는 상방으로 연장되는 다수의 방열 핀이 형성되어 상기 방열체에 흡수된 열을 외부로 용이하게 발산되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방열기둥의 외주면에는 상기 방열기둥의 외주면에서 돌출 연장되는 다수의 방열판이 형성되어 상기 방열기둥으로 전달되는 열을 외부로 용이하게 발산되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방열기둥이 둘 이상 형성되면, 상기 방열기둥과 다른 방열기둥의 외주면에 형성되는 방열판이 하나 이상 서로 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구에 의하면, 발광부에서 발산되는 열을 전도하는 케이스에 냉매가 수용되는 방열체를 위치시켜 케이스에 전도된 열이 방열체의 냉매에 전도되어 용이하게 흡수 방열되는 구조를 제공함으로, 방열의 효율을 향상시켜 과열로 인한 LED의 출력저하 및 고장을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 크기를 최소화하여 설치 및 관리의 우수성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 발광부의 출력 가변에 따라 방열체를 탈착할 수 있는 발열수단을 제공함으로, 발광부의 출력에 대응하여 적합한 개수의 방열체를 탈착할 수 있어 종래의 LED 등기구와 같이 출력변화에 따라 적합하게 구조를 재설계하는 과정에서 발생하는 비용 및 시간소모를 방지할 수 있어 제품의 단가를 절감하여 제품의 가격경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 발광부의 출력 가변에 따라 방열체를 탈착할 수 있는 발열수단의 구조로 인해, 제품의 안전성 및 사용편의성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 서로 다른 길이를 가지는 방열체나 방열 핀을 설계 준비하고, 발광부의 출력 가변에 대응하는 적합한 길이의 방열 핀이 형성된 방열체를 사용하여 우수한 방열효과를 기대할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 분리 사시도
도 3은 도 1에 도시된 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 A-A 단면도
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 사시도
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 사시도
도 6은 도 1에 도시된 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 사용상태도

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구를 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 사시도를, 도 2는 도 1에 도시된 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 분리 사시도를, 도 3은 도 1에 도시된 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 A-A 단면도를, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 사시도를, 도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 사시도를, 도 6은 도 1에 도시된 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구의 사용상태도를 각각 나타낸 것이다.

상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구(100)는 발광부(10)와, 케이스(20)와, 방열수단(30)을 포함하고 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광부(10)는 적어도 하나 이상 형성되는 것으로, 전기가 공급되면 발광하는 LED(Light Emitted Diode) 소자(11)가 다수 집적되어 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구(100)에서 상기 발광부(10)는 다수 개로 구성되나, 이에 한정하여 사용하는 것은 물론 아니다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(20)는 하부에 상기 발광부(10)가 설치되며, 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 후설될 상기 방열수단(30)으로 전달하도록 구성된다.

여기서, 상기 케이스(20)는 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 상기 방열수단(30)으로 용이하게 전달하기 위해서, 통상 열전도도가 우수한 금속재질로 제작함이 바람직하다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방열수단(30)은 상기 케이스(20)의 상부에 설치되어 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 전달받아 외부로 방열하는 것으로,

상기 케이스(20)의 상면에 위치되는 것으로, 내부에 안치홈(31a)이 형성되는 하나 이상의 방열기둥(31)과, 상기 방열기둥(31)의 안치홈(31a)에 삽입 안치되는 것으로, 내부에 냉매(32a)가 수용되어 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 용이하게 흡수 방열하는 방열체(32)를 포함하여 구성된다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 전도하는 상기 케이스(20)의 상면에 상기 방열기둥(31)을 설치하고, 그 방열기둥(31)의 안치홈(31a)에 냉매(32a)가 수용되는 상기 방열체(32)를 위치시킴으로, 상기 케이스(20)로 전도된 열이 상기 방열기둥(31)을 통해 상기 방열체(32)의 냉매(32a)에 전도되어 상기 냉매(32a)에서 열을 용이하게 흡수하는 구조로 방열의 효율을 향상시킬 수 있어 과열로 인한 LED의 출력저하 및 고장을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 크기를 최소화하여 설치 및 관리의 우수성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

여기서, 상기 냉매(32a)로는 물이 사용되나, 이에 한정하여 사용하는 것은 물론 아니다.

또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 방열체(32)의 상부에는 상방으로 연장되는 다수의 방열 핀(40)을 형성하여 상기 방열체(32)로 전도된 열이 외부로 용이하게 방열되도록 유도하여 방열의 효율을 더욱 향상시키도록 유도할 수 있음은 물론이다.

또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 방열기둥(31)의 외주면에는 상기 방열기둥(31)의 외주면에서 돌출 연장되는 다수의 방열판(50)이 형성되어 상기 방열기둥(31)으로 전달되는 열을 외부로 용이하게 발산되도록 유도하여 방열의 효율을 더욱 향상시키도록 유도할 수 있다.

이때, 상기 방열기둥(31)이 둘 이상 형성되면, 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이 상기 방열기둥(31)과 다른 방열기둥(31)의 외주면에 형성되는 방열판(50)이 하나 이상 서로 연결되도록 구성하여 상기 방열기둥(31)으로 전달되는 열이 어느 한곳으로 집중되지 않고, 골고루 분산 해소되도록 유도하여 방열효율을 향상시키도록 구성함이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구(100)는 아래의 [실시예]와 같이 사용한다.

[ 제1실시예 ]

도 6a에 도시된 바와 같이, 다수의 발광부(10)에 대응하여 방열수단(30)의 방열기둥(31)이 다수 형성되는 경우에는, 다수 형성되는 발광부(10) 중에서 사용되는 상기 발광부(10)의 상부에 위치하는 상기 방열기둥(31)에 냉매(32a)가 수용된 방열체(32)를 내입하여 위치시켜 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 용이하게 방열하도록 사용할 수 있다.

이때, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 발광부(10)의 출력이 증가되어 방열성능의 강화가 요구되는 경우에는 간편히 사용되지 않는 상기 발광부(10)의 상부에 위치하는 상기 방열기둥(31)에도 상기 방열체(32)를 내입하여 방열성능을 간편히 강화시켜 사용할 수 있다.

여기서, 도 6c에 도시된 바와 같이 서로 다른 길이를 가지는 상기 방열체(32)나 방열 핀(40)을 설계 준비하고, 상기 발광부(10)의 출력 가변에 대응하는 적합한 길이의 방열 핀(40)이 형성된 상기 방열체(32)를 사용하여 우수한 방열효과를 기대할 수 있음은 물론이다.

[ 제2실시예 ]

도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 발광부(10)에 방열수단(30)의 방열기둥(31)이 다수 형성되는 경우에는 상기 발광부(10)의 출력의 변화에 따라 다수의 상기 방열기둥(31)에 적합한 개수의 방열체(32)를 내입 위치시키는 방식으로, 상기 발광부(10)의 출력 변화에 따라 증감되어 발산되는 열에 대응하여 효율적으로 방열할 수 있도록 사용할 수 있다.

[ 제3실시예 ]

도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 발광부(10)에 방열수단(30)의 방열기둥(31)이 하나가 형성되면, 상기 방열기둥(31)의 안치홈(31a)에 방열효능이 우수한 상기 방열체(32)를 내입 위치시켜 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 효과적으로 방열되도록 유도한다.

이때, 상기 방열체(32)의 상부에는 다수의 방열 핀(40)을 형성하고, 상기 방열기둥(31)의 외주면에는 다수의 방열판(50)을 형성하여 더욱 효과적인 방열을 유도하여 사용할 수 있다.

상기와 같은 실시예에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구(100)는 발광부(10)의 출력 가변에 따라 상기 방열체(32)를 탈착할 수 있는 상기 발열수단(30)을 제공함으로, 상기 발광부(10)의 출력에 대응하여 적합한 개수의 방열체(32)를 탈착할 수 있어 종래의 LED 등기구와 같이 출력변화에 따라 적합하게 구조를 재설계하는 과정에서 발생하는 비용 및 시간소모를 방지할 수 있어 제품의 단가를 절감하여 제품의 가격경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 상기 발광부(10)의 출력 가변에 따라 상기 방열체(32)를 탈착할 수 있는 발열수단(30)의 구조로 인해, 제품의 안전성 및 사용편의성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구(100)는 발광부(10)의 출력에 대응하여 적합한 개수의 방열체(32)를 탈착하여 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 안정적으로 방열할 수 있는 방법을 설명하였으나, 상기 방열체(32)의 크기를 다양하게 구비하여 상기 발광부(10)에 출력에 대응하여 적합한 크기의 방열체(32)를 사용하는 방법으로도 안정적인 방열을 기대할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.

10. 발광부 11. LED 소자
20. 케이스 30. 방열수단
31. 방열기둥 31a. 안치홈
32. 방열체 32a. 냉매
40. 방열 핀 50. 방열판
100. 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 LED 등기구

Claims (5)

1. 전기가 공급되면 발광하는 것으로, 다수의 엘이디(LED) 소자(11)가 집적되어 이루어지는 하나 이상의 발광부(10);
   하부에 상기 발광부(10)가 삽입 설치되며, 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 방열수단(30)으로 전달하는 케이스(20); 및
   상기 케이스(20)의 상부에 설치되는 것으로, 냉매(32a)를 이용하여 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 외부로 방열하는 방열수단(30);을 포함하여 구성되되,
   상기 방열수단(30)은 상기 케이스(20)의 상면에 위치되는 것으로, 내부에 안치홈(31a)이 형성되는 하나 이상의 방열기둥(31)과, 상기 방열기둥(31)의 안치홈(31a)에 삽입 안치되는 것으로, 내부에 냉매(32a)가 수용되어 상기 발광부(10)에서 발산되는 열을 용이하게 흡수 방열하는 방열체(32)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 엘이디 등기구.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 방열체(32)의 상부에는 상방으로 연장되는 다수의 방열 핀(40)이 형성되어 상기 방열체(32)에 흡수된 열을 전달받아 외부로 용이하게 발산되도록 유도하는 것을 특징으로 하는 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 엘이디 등기구.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 방열기둥(31)의 외주면에는 상기 방열기둥(31)의 외주면에서 돌출 연장되는 다수의 방열판(50)이 형성되어 상기 방열기둥(31)으로 전달되는 열을 외부로 용이하게 발산되도록 유도하는 것을 특징으로 하는 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 엘이디 등기구.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 방열기둥(31)이 둘 이상 형성되면, 상기 방열기둥(31)과 다른 방열기둥(31)의 외주면에 형성되는 방열판(50)이 하나 이상 서로 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉매를 이용한 탈착형 방열체를 갖는 고출력 엘이디 등기구.

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