KR101486381B1 - 엘이디 조명 모듈의 방열 장치 - Google Patents

엘이디 조명 모듈의 방열 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101486381B1
KR101486381B1 KR20090098547A KR20090098547A KR101486381B1 KR 101486381 B1 KR101486381 B1 KR 101486381B1 KR 20090098547 A KR20090098547 A KR 20090098547A KR 20090098547 A KR20090098547 A KR 20090098547A KR 101486381 B1 KR101486381 B1 KR 101486381B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
phase change
change material
heat sink
fins
Prior art date
Application number
KR20090098547A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110041630A (ko
Inventor
맹서영
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR20090098547A priority Critical patent/KR101486381B1/ko
Publication of KR20110041630A publication Critical patent/KR20110041630A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101486381B1 publication Critical patent/KR101486381B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S362/00—Illumination
    • Y10S362/80—Light emitting diode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 엘이디 조명 모듈의 방열 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명의 엘이디 조명 모듈의 방열 장치는 방열 용기와; 상기 방열 용기 내부에 담겨진 상변화 물질(Phase Change Material, PCM)과; 상기 방열 용기에 부착된 방열핀들과; 가장자리에 방열핀들이 배열되고 상기 방열핀들의 내측에 스페이스(Space)가 형성되고, 상기 방열 용기가 상기 스페이스에 위치되는 히트싱크를 포함하여 구성된다.
방열, 히트싱크, 상변화, 흡수, 스페이스, 물질

Description

엘이디 조명 모듈의 방열 장치 { Heat-dissipating apparatus for LED illumination module }
본 발명은 방열 효율을 향상시킬 수 있는 엘이디 조명 모듈의 방열 장치에 관한 것이다.
최근에, 조명 장치, 디스플레이, 휴대용 단말기 등과 같은 전자 장치는 고성능화 및 고속화가 증대되고 있으며, 경박 단소화도 빠르게 진행되고 있다.
전자 장치를 사용하는 유저(User)는 보다 작은 면적에 고성능을 요구하고 있고, 전자 장치도 집적화 및 고성능화 기술 접목되고 있다.
전자 장치의 고성능화 및 고속화가 증대될수록, 전자 장치에서는 많은 열이 발생되고, 고온의 발열로 인하여 전자 장치의 구동 소자의 고장 발생률이 높아지므로 자체 방열 설계가 필요하다.
더불어, 전자 장치의 발열 영역에 부착하여, 발열 영역에서 발생된 열을 용이하게 방열하는 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 방열 효율을 향상시킬 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명의 바람직한 제 1 양태(樣態)는,
방열 용기와;
상기 방열 용기 내부에 담겨진 상변화 물질(Phase Change Material, PCM)과;
상기 방열 용기에 부착된 방열핀들과;
가장자리에 방열핀들이 배열되고 상기 방열핀들의 내측에 스페이스(Space)가 형성되고, 상기 방열 용기가 상기 스페이스에 위치되는 히트싱크를 포함하여 구성된 엘이디 조명 모듈의 방열 장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 제 2 양태(樣態)는,
가장자리에 방열핀들이 배열되어 있고 상기 방열핀들의 내측에 스페이스가 형성되어 있는 제 1 히트싱크와;
상기 제 1 히트싱크의 스페이스에 위치되며, 방열핀들이 형성되어 있고, 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 상변화 물질이 내장되어 있는 제 2 히트싱크를 포함하여 구성된 엘이디 조명 모듈의 방열 장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 제 3 양태(樣態)는,
가장자리에 방열핀들이 배열되고, 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 제 1 상변화 물질이 내장되어 있으며, 상기 방열핀들의 내측에 스페이스가 형성되어 있는 히트싱크와;
상기 스페이스에 위치되는 방열 용기와;
상기 방열 용기 내부에 담겨진 제 2 상변화 물질과;
상기 방열 용기에 부착된 방열핀들을 포함하여 구성된 엘이디 조명 모듈의 방열 장치가 제공된다.
본 발명의 바람직한 제 4 양태(樣態)는,
가장자리에 방열핀들이 배열되고 상기 방열핀들의 내측에 스페이스(Space)가 형성되고, 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 상변화 물질이 내장되어 있는 히트싱크와;
상기 히트싱크의 방열핀들의 내측의 스페이스에 위치되고, 펄럭(Flap)여 공기를 유동(流動)시켜 상기 방열핀을 냉각시키는 브레이드(Blade)와;
상기 브레이드가 펄럭이도록 구동하는 구동부를 포함하는 엘이디 조명 모듈의 방열 장치가 제공된다.
본 발명의 방열 장치는 히트싱크에 상변화 물질이 담겨진 방열 용기가 접촉 되도록 구성하여, 엘이디 조명 모듈에서 전달되는 열이 흡수되어 엘이디 조명 모듈의 방열 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 방열 용기의 방열핀들 상부에 팬을 설치하여 구성하여, 방열핀들로 공기가 토출되어 방열 용기를 냉각시킴으로써, 방열 용기 내부에 담겨진 상변화 물질에서 흡수할 수 있는 열 흡수 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명은 엘이디 조명 모듈에 부착되는 제 1 히트싱크에 방열핀들을 구비하고, 제 1 히트싱크의 방열핀들의 내측에 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 상변화 물질이 내장되어 있고 방열핀들을 구비한 제 2 히트싱크를 위치시켜, 제 1 히트싱크에 전달된 열을 더 신속하게 흡수시켜 방열 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명은 방열핀들의 내측에서 강제적인 공기의 유동을 발생시켜 방열핀들에 전달된 열을 효율적으로 방출시킴과 동시에, 히트싱크에 내장된 상변화 물질을 냉각시킬 수 있으므로, 상변화 물질에서 흡수할 수 있는 열 흡수 용량을 증가시키게 되어 방열 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 엘이디(LED) 조명 모듈의 방열 장치의 분해 사시도이다.
제 1 실시예에 따른 엘이디(LED) 조명 모듈의 방열 장치는 방열 용기(200)와; 상기 방열 용기(200) 내부에 담겨진 상변화 물질(Phase Change Material, PCM)과; 상기 방열 용기(200)에 부착된 방열핀들(220)과; 가장자리에 방열핀들(110)이 배열되고 상기 방열핀들(110)의 내측에 스페이스(Space)(120)가 형성되고, 상기 방열 용기(200)가 상기 스페이스(120)에 위치되는 히트싱크(100)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 방열 용기(200)는 상변화 물질이 내부에 담겨진 밀폐 용기이며, 신뢰성을 확보할 수 있도록 차폐되어야 한다.
이때, 상기 방열핀들(220)은 상기 차폐된 방열 용기(200)에 부착할 수도 있고, 상기 방열 용기(200) 내부에 상변화 물질을 담고, 상기 방열핀들(220)이 부착된 뚜껑을 상기 방열 용기(200)를 차폐시킬 수 있다.
그리고, 상기 히트싱크(100)의 상기 방열핀들(110) 내측의 스페이스(120)에 도 2와 같이, 상기 방열 용기(200)가 위치되어 상기 히트싱크(100)에 부착된 엘이디 조명 모듈에서 전달되는 열을 흡수하게 된다.
즉, 상기 상변화 물질(210)은 특정한 온도에서 고체에서 액체, 액체에서 고체, 액체에서 기체, 기체에서 액체로 상(狀)이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출할 수 있는 잠열재, 축열재 또는 열조절 기능을 하는 물질을 의미하며, 자체적으로 주위의 열을 저장하였다가 필요할 때 방출하는 혁신적인 온도 조절 기능 물질이다.
이와 같이, 상변화 물질이 상변화시 동일한 온도를 유지하면서 흡수 또는 방출하는 열을 잠열이라고 하며, 고체와 액체 간의 상변화와 관련된 열을 용융열이라 고 한다.
상변화시 잠열은 에너지 저장에 중요한 역할을 하는데, 현열에 비해 잠열은 상변화 온도에서 수십 배에서 수백 배의 에너지 저장 능력과 방출 능력을 가지기 때문에 기존 현열을 이용하는 에너지 절약 소재들보다 탁월한 기능을 한다.
그러므로, 본 발명은 히트싱크에 상변화 물질이 담겨진 방열 용기가 접촉되도록 구성하여, 엘이디 조명 모듈에서 전달되는 열이 흡수되어 엘이디 조명 모듈의 방열 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 방열 용기가 부착된 히트 싱크의 개략적인 단면도이다.
방열 용기(200) 내부에 상변화 물질(210)이 담겨져 있고, 상기 방열 용기(200) 상부에는 방열핀들(220)이 부착되어 있다.
그리고, 상기 방열 용기(200)는 히트싱크(100)의 스페이스(120)에 위치되어 부착되어 있다.
상기 히트싱크(100)의 하부는 엘이디 조명 모듈에 부착되어, 상기 엘이디 조명 모듈에서 방출되는 열은 상기 히트싱크(100) 및 그의 방열핀들(110)을 통하여 외부로 방출된다.
이때, 상기 히트싱크(100)의 방열핀들(110) 내측의 스페이스(120)에는 상변화 물질(210)이 담겨진 방열 용기(200)가 위치되어, 상기 히트싱크(100) 및 방열핀들(110)에서 방출되는 열은 상기 상변화 물질(210)에서 흡수된다.
그러므로, 상기 히트 싱크(100)의 방열핀들(110) 내측의 방열 용기(200) 주위는 온도가 하강되어 상기 히트 싱크(100)도 온도도 낮아짐으로써, 상기 엘이디 조명 모듈에서 방출되는 열을 효율적으로 방열할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 개략적인 단면도이다.
제 2 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치는 방열 용기(200)와; 상기 방열 용기(200) 내부에 담겨진 상변화 물질(210)과; 상기 방열 용기(200)에 부착된 방열핀들(220)과; 가장자리에 방열핀들(110)이 배열되고 상기 방열핀들(110)의 내측에 스페이스(Space)(120)가 형성되고, 상기 방열 용기(200)가 상기 스페이스(120)에 위치되는 히트싱크(100)와; 상기 히트싱크(100)의 방열핀들(110) 상부에 부착되며, 상기 방열 용기(200)의 방열핀들(220)로 공기를 토출시키는 팬(310)이 설치된 지지부(300)를 포함하여 구성된다.
이와 같이, 제 2 실시예의 방열 장치는 상기 방열 용기(200)의 방열핀들(220) 상부에 상기 팬(310)이 위치되어 있어, 상기 방열 용기(200)의 방열핀들(220)로 공기가 토출되어 상기 방열 용기(200)를 냉각시킴으로써, 상기 방열 용기(200) 내부에 담겨진 상변화 물질(210)에서 흡수할 수 있는 열 흡수 용량을 증가시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 개략적인 단면도이다.
제 3 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치는 가장자리에 방열핀들(510)이 배열되어 있고 상기 방열핀들(510)의 내측에 스페이스(Space)(520)가 형성되어 있는 제 1 히트싱크(500)와; 상기 제 1 히트싱크(500)의 스페이스(520)에 위치되며, 방열핀들(531)이 형성되어 있고, 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 상변화 물질(535)이 내장되어 있는 제 2 히트싱크(530)로 구성된다.
상기 제 2 히트싱크(530)는 하부는 평판이고, 상부는 방열핀들(531)이 형성되어 있는 구조로 이루어지고, 상기 평판과 방열판들(531) 각각의 내부에는 중공부가 있고, 이 중공부에 상변화 물질이 내장되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제 2 히트싱크(530)의 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 상변화 물질을 내장시키면, 방열 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
이런 제 3 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 제 1 히트싱크(500)는 엘이디 조명 모듈에 부착되어 있어, 상기 엘이디 조명 모듈에 방출되는 열을 상기 제 1 히트싱크(500)가 전달받아 외부로 방출시킨다.
이때, 상기 제 1 히트싱크(500)의 방열핀들(510) 내측에 장착된 제 2 히트싱크(530)의 상기 상변화 물질(535)이 상기 제 1 히트싱크(500) 및 그의 방열핀들(510)에서 방출되는 열을 흡수하게 된다.
그러므로, 본 발명은 엘이디 조명 모듈에 부착되는 제 1 히트싱크에 방열핀 들을 구비하고, 제 1 히트싱크의 방열핀들의 내측에 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 상변화 물질이 내장되어 있고 방열핀들을 구비한 제 2 히트싱크를 위치시켜, 제 1 히트싱크에 전달된 열을 더 신속하게 흡수시켜 방열 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 개략적인 단면도이다.
전술된 도 5의 제 2 히트싱크와 같은, 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 상변화 물질(620)이 내장되어 있고 방열핀들(610)을 구비한 히트싱크(600)만을 엘이디 조명 모듈(700)에 부착하여 방열 장치를 구현할 수 있다.
이 제 4 실시예의 방열 장치는 상기 엘이디 조명 모듈(700)에서 발생된 열을 상기 히트싱크(600)의 상변화 물질(620)에서 직접 흡수할 수 있는 구조이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 제 5 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치는 가장자리에 방열핀들(510)이 배열되고, 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 제 1 상변화 물질(550)이 내장되어 있으며, 상기 방열핀들(510)의 내측에 스페이스(520)가 형성되어 있는 히트싱크(500)와; 상기 스페이스(520)에 위치되는 방열 용기(200)와; 상기 방열 용기(200) 내부에 담겨진 제 2 상변화 물질(210)과; 상기 방열 용 기(200)에 부착된 방열핀들(220)을 포함하여 구성된다.
이렇게 구성된 방열 장치의 히트싱크(500)는 엘이디 조명 모듈에 직접 부착되어 상기 엘이디 조명 모듈에서 상기 히트싱크(500)로 직접 열이 전달된다. 그러므로, 상기 히트싱크(500)는 상기 엘이디 조명 모듈의 발열온도와 근접된 온도까지 상승하게 된다.
이때, 상기 히트싱크(500)의 내부에는 제 1 상변화 물질(550)이 내장되어 있으므로, 상기 엘이디 조명 모듈에서 전달되는 열을 대부분 흡수하게 된다.
그렇지만, 상기 히트싱크(500)는 상기 엘이디 조명 모듈에서 전달된 열이 흡수되지 못하고 남아있게 되어, 상기 엘이디 조명 모듈이 구동되기 전(前)의 상태보다는 온도가 높아진다.
상기 히트싱크(500)에 남아있는 열을 상기 방열 용기(200) 내부에 담겨진 제 2 상변화 물질(210)에서 흡수하도록 하도록 구성된 것이 제 5 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 기술적 특징이다.
여기서, 상기 제 1 상변화 물질(550)과 상기 제 2 상변화 물질(210)은 용융점이 상이하게 구성할 수 있다.
즉, 상기 제 1 상변화 물질(550)의 용융점이 상기 제 2 상변화 물질(210)의 용융점보다 높게 설정되면, 상기 엘이디 조명 모듈에서 전달되는 열을 상기 제 1 상변화 물질(550)에서 흡수하고 잔존되는 열을 제 2 상변화 물질(210)에서 흡수하 기에, 상기 제 2 상변화 물질(210)에 접촉 및 근접된 제 1 상변화 물질(550) 영역은 용융점이하의 온도를 유지할 수 있어 상(狀)이 완전히 변화되어 포화되는 시간을 연장시킬 수 있게 된다.
그러므로, 상기 제 1 상변화 물질(550)의 열 흡수 용량을 증가시킬 수 있는 장점이 있는 것이다.
또, 상기 제 1 상변화 물질(550)의 용융점이 상기 제 2 상변화 물질(210)의 용융점보다 낮게 설정되면, 상기 엘이디 조명 모듈의 발열 온도를 제 1 상변화 물질(550)의 낮은 용융점으로 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 8은 본 발명에 따른 방열 장치에 브레이드 및 구동부가 설치되는 상태를 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다.
본 발명의 방열 장치의 히트싱크(100)는 가장자리에 방열핀들(110)이 배열되고 상기 방열핀들(110)의 내측에 스페이스(Space)(120)가 형성되어 있으며, 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 상변화 물질이 내장되어 있는 구성으로 구현할 수 있고, 상기 히트싱크(100)의 방열핀들(110)의 내측의 스페이스(120)에 위치되고, 펄럭(Flap)여 공기를 유동(流動)시켜 상기 방열핀을 냉각시키는 브레이드(Blade)(800)와; 상기 브레이드가 펄럭이도록 구동하는 구동부가 더 설치된다.
상기 구동부는 전자력에 의해 상기 브레이드(800)를 펄럭이도록 구동하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 전류가 흐르는 코일과 자력을 발생하는 자석이 대향되어 이격되어 있는 구조를 포함하여 제작될 수 있다.
본 발명은 이 구동부의 구조의 일례로, 도 3과 같이, 자석(880)과 코일(870)이 대향되어 이격되어 있고, 상기 자석(880)을 하우징(810)에 고정하고, 상기 코일(870)은 브레이드(800)와 연결되어 있는 구조를 상기 스페이스(120)에 설치하는 것이다.
즉, 본 발명의 방열 장치는 상기 히트싱크(100)의 스페이스(120)에 위치되고, 펄럭(Flap)여 공기를 유동(流動)시켜 상기 방열핀(110)을 냉각시키는 브레이드(Blade)(800)와; 상기 브레이드(800)가 펄럭이도록 구동하는 구동부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 브레이드(800)는 공기의 유동을 발생시키는 날개(Wing)로 정의된다.
그러므로, 본 발명의 방열 장치는 상기 방열핀들(110)의 내측에서 강제적인 공기의 유동을 발생시켜 상기 방열핀들(110)에 전달된 열을 효율적으로 방출시킴과 동시에, 상기 히트싱크(100)에 내장된 상변화 물질을 냉각시킬 수 있으므로, 상변화 물질(210)에서 흡수할 수 있는 열 흡수 용량을 증가시키게 되어, 방열 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 9는 본 발명에 따라 구동부의 구동으로 브레이드가 펄럭이는 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
자석(880)과 코일(870)은 대향되어 이격되어 있으며, 상기 자석(880)과 코일(870)에서 작용된 전자력에 의해 보빈(830)이 움직이고, 상기 보빈(830)의 움직 임으로 샤프트(820)가 회전됨과 동시에 상기 보빈(830)에 연결된 브레이드(800)는 상기 샤프트(820)의 회전력을 받아 상부 및 하부로 회전하면서, 날개짓하는 것과 같이 펄럭이게 된다.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 코일(870)은 상기 자석(880)에 대향되어 이격되어 있고, 상기 자석(880)은 상부와 하부가 극성이 다르다.
여기서, 상기 자석(880)의 상부(881)가 S극이고 하부(882)가 N극이고, 상기 코일(870)에 화살표 방향으로 전류가 흐르면, 자석에서 발생한 자속과 전류가 흐르는 코일 사이에 플래밍의 왼손법칙을 따르는 힘인 전자력이 발생되고, 이 전자력은 상기 자석(880)의 상부(881) 방향으로 발생된다.
이와 반대로, 상기 코일(870)에 화살표 반대 방향으로 전류가 흐르면, 전자력은 상기 자석(880)의 하부(882) 방향으로 발생된다.
이때, 상기 자석(880)에는 관통홀(885)이 형성되어 있고, 상기 샤프트(820)는 상기 자석(880)에 형성된 관통홀(885)에 삽입되어 있고 외력에 의해 유동될 수 있다.
그리고, 상기 보빈(830)에는 상기 샤프트(820)를 관통하는 관통홀(미도시)이 형성되어 있으며, 이 보빈(830)에 형성된 관통홀에 상기 샤프트(820)가 삽입되어 고정되어 있다.
또, 상기 자석(880)이 하우징에 고정되어 있고, 상기 코일(870)은 상기 보빈(830)에 형성된 가이드부(860)에 권선되어 있고, 상기 보빈(830)은 외력에 의해 유동될 수 있는 샤프트(820)와 고정되어 있다.
그리고, 상기 가이드부(860)에는 적어도 하나의 홈이 형성되어 있고, 상기 홈(361)에는 철편(362)이 삽입된다.
따라서, 발생된 전자력에 의해 상기 코일(870)은 상부 또는 하부로 움직이고, 상기 코일(870)과 연결된 가이드부(860) 및 보빈(830)도 상기 코일(870)과 동일하게 움직인다.
이때, 상기 보빈(830)에 연결된 상기 샤프트(820)는 외력에 의해 유동가능함으로, 상기 보빈(830)의 움직임에 따라 정회전 또는 역회전된다.
결국, 상기 보빈(830)에 연결된 브레이드(800)는 상부 또는 하부로 움직여서 펄럭거림으로써, 공기 유동을 만들어내는 것이다.
한편, 본 발명은 전자력에 의해 샤프트를 회전시키는 것이 아니라, 코일을 움직여서 브레이드를 날개짓하는 것이고, 샤프트는 코일의 움직임을 원활하게 할 수 있는 회전축이 된다.
도 11은 본 발명에 적용된 상변화 물질이 상변화되는 원리를 설명하기 위한 그래프이다.
상변화 물질은 온도에 따라 물질의 상(狀)이 변하는데, 도 11과 같이, 용융점(A) 이하의 온도에서 고체 상태로 있다가, 외부의 온도가 높아지면 상변화 물질의 온도가 높아지면서 용융점(A)에 도달되고, 용융점(A)에서 고체 상태의 상변화 물질이 열을 흡수하여 액체 상태로 상이 변하게 된다.
도 11의 'B' 영역이 상이 변화되는 구간이며, 이 구간에서 상변화 물질에서 열을 흡수할 수 있는 열 흡수 용량이 결정된다.
즉, 상이 변화되는 구간인 'B' 영역이 길수록 열 흡수 용량은 증가된다.
그리고, 상변화 물질의 온도가 용융점(A)보다 높아지면, 완전히 액체 상태가 된다.
이와 반대로, 외부의 온도가 낮아지면 상변화 물질이 냉각되면서, 액체 상태의 상변화 물질이 열을 방출하면서 고체 상태로 돌아가게 된다.
이와 같이, 상변화 물질은 열의 흡수 및 방출 과정을 반복적으로 수행하면서 상이 변화되게 됨으로, 본 발명의 방열 장치는 상변화 물질을 이용하여 엘이디 조명 장치에서 발생된 열을 효율적으로 방출시킬 수 있는 것이다.
도 12는 일반적인 엘이디(LED)의 발열 온도에 대한 발광 효율을 측정한 그래프이다.
엘이디는 발광 효율이 90% 이상이 되어야 조명으로 활용될 수 있는 바람직한 특성을 구비하고 있다고 말할 수 있다
그러나, 엘이디는 발열 온도에 따라 발광 효율이 달라진다. 즉, 엘이디의 발열 온도가 대략 60℃ 이하에서 발광 효율이 90% 이상이 되지만, 발열 온도가 60℃ 보다 높으면 발광 효율이 90%에서 점점 낮아진다.
이와 같은 엘이디 특성에 의하여, 본 발명의 방열 장치에 적용된 상변화 물질의 용융점은 30℃ ~ 60℃인 것이 바람직하다.
즉, 상변화 물질의 용융점이 30℃이면, 엘이디 조명 모듈이 구동하기 시작하면서 발열되는 시점의 온도인 30℃에서 방열 장치의 상변화 물질이 용융되어 엘이디 조명 모듈에서 발생되는 열을 흡수할 수 있어 엘이디 조명 모듈은 대략 98% 정도의 발광 효율을 얻을 수 있다.
그리고, 상변화 물질의 용융점이 60℃이면, 엘이디 조명 모듈은 대략 90% 정도의 발광 효율을 얻을 수 있다.
따라서, 용융점이 30℃ ~ 60℃인 상변화 물질을 내장한 본 발명의 방열 장치는 엘이디 조명 모듈에서 방출되는 열의 흡수를 원활하게 하여, 엘이디 조명 모듈의 발열 온도를 30℃ ~ 60℃에 근접한 온도로 낮출 수 있어, 90% 이상의 발광 효율을 지속적으로 유지할 수 있게 된다.
이때, 본 발명의 방열 장치에 적용되는 상변화 물질은 나노 캡슐 상변화 재료 또는 나노 복합 상변화 재료인 것이 바람직하다.
상기 나노 캡슐 상변화 재료는 내열 온도와 기계적 강도가 비교적 높으며 큰 비표면적을 갖고 있어 열을 저장하고 방출하는 속도를 향상시킬 수 있다.
이러한, 나노 캡슐 상변화 재료는 시클로헥산(cyclohexane)과 n-옥타데칸(n-octadecane)을 캡슐 코어(capsule core)로 하고, 중합법을 이용하여 멜라민-포름알데히드수지(melamine-formaldehyde resin) 캡슐 벽(capsule wall) 나노 상변화 캡슐을 합성하여 제조할 수 있다.
또한, 상기 나노 캡슐 상변화 재료는 n-옥타데칸(n-octadecane), n-노나데칸(n-nonadecane), n-에코산(n-eicosane) 각각을 캡슐 코어로 하는 마이크로캡슐로 제조할 수 있다. 이때, 캡슐 벽은 요소-멜라민-포름알데히드(urea-melamine-formaldehyde) 복합물이다.
그리고, 상기 나노 복합 상변화 재료는 잠열(Latent heat)이 크고 계면 결합 부분이 견고하고 역학적 성능이 우수하며 액상의 삼투를 방지할 수 있다.
한편, 다공 흑연(porous graphite) 및 팽창흑연(expanded graphite)은 망상공구조(reticular pass structure) 및 높은 비표면적, 표면활성, 비극성이 있어 나노 안정 상변화 재료를 제조할 수 있다.
이런 팽창 흑연을 기본재료로, 파라핀(paraffin)을 상변화 재료로 하여 65℃ 온도에서 혼합, 흡착, 여과 및 건조하는 공정을 수행하면, 파라핀/팽창 흑연 복합 상변화 재료를 제조할 수 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 엘이디(LED) 조명 모듈의 방열 장치의 분해 사시도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 방열 용기가 부착된 히트 싱크의 개략적인 사시도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 방열 용기가 부착된 히트 싱크의 개략적인 단면도
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 개략적인 단면도
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 개략적인 단면도
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 개략적인 단면도
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 방열 장치의 개략적인 단면도
도 8은 본 발명에 따른 방열 장치에 브레이드 및 구동부가 설치되는 상태를 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도
도 9는 본 발명에 따라 구동부의 구동으로 브레이드가 펄럭이는 동작을 설명하기 위한 사시도
도 10은 본 발명에 따라 자석과 코일에서 발생된 전자력을 설명하기 위한 개 략적인 개념도
도 11은 본 발명에 적용된 상변화 물질이 상변화되는 원리를 설명하기 위한 그래프
도 12는 일반적인 엘이디(LED)의 발열 온도에 대한 발광 효율을 측정한 그래프

Claims (11)

  1. 가장자리에 방열핀들이 배열되고 상기 방열핀들의 내측에 스페이스(Space)가 형성된 히트싱크와;
    상기 스페이스에 위치되는 방열 용기와;
    상기 방열 용기 내부에 담겨진 상변화 물질(Phase Change Material, PCM)과;
    상기 방열 용기에 부착된 방열핀들을 포함하고,
    상기 히트싱크에는 외부 표면으로부터 소정 거리의 내측 영역에 상변화 물질이 내장되어 있으며,
    상기 히트싱크에 내장된 상변화 물질의 용융점은 상기 방열 용기 내부에 담겨진 상변화 물질의 용융점보다 낮은 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈의 방열 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트싱크의 방열핀들 상부에 부착되며, 상기 방열 용기의 방열핀들로 공기를 토출시키는 팬이 설치된 지지부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈의 방열 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 상변화 물질의 용융점은,
    30℃ ~ 60℃인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈의 방열 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
KR20090098547A 2009-10-16 2009-10-16 엘이디 조명 모듈의 방열 장치 KR101486381B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090098547A KR101486381B1 (ko) 2009-10-16 2009-10-16 엘이디 조명 모듈의 방열 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090098547A KR101486381B1 (ko) 2009-10-16 2009-10-16 엘이디 조명 모듈의 방열 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110041630A KR20110041630A (ko) 2011-04-22
KR101486381B1 true KR101486381B1 (ko) 2015-01-26

Family

ID=44047448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20090098547A KR101486381B1 (ko) 2009-10-16 2009-10-16 엘이디 조명 모듈의 방열 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101486381B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101297106B1 (ko) * 2011-11-08 2013-08-20 주식회사 포스코 엘이디 조명장치
DE202012000325U1 (de) * 2012-01-13 2012-03-05 Osram Ag LED-Modul mit verbesserter Kühlung
KR101464318B1 (ko) * 2014-02-21 2014-11-25 정소영 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등
CN109742060A (zh) * 2019-01-18 2019-05-10 天津城建大学 一种组合低熔点合金的相变散热结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000150751A (ja) * 1998-11-11 2000-05-30 Toshiba Transport Eng Inc 半導体冷却装置
KR20010111034A (ko) * 2000-06-08 2001-12-15 플레믹 크리스티안 전자 부품용 흡열부에서의 피씨엠의 용도
KR20050019535A (ko) * 2003-08-19 2005-03-03 엘지전자 주식회사 전자제품용 냉각모듈
KR100828658B1 (ko) 2007-02-16 2008-05-09 강환국 멀티 존 히트파이프식 히팅플레이트

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000150751A (ja) * 1998-11-11 2000-05-30 Toshiba Transport Eng Inc 半導体冷却装置
KR20010111034A (ko) * 2000-06-08 2001-12-15 플레믹 크리스티안 전자 부품용 흡열부에서의 피씨엠의 용도
KR20050019535A (ko) * 2003-08-19 2005-03-03 엘지전자 주식회사 전자제품용 냉각모듈
KR100828658B1 (ko) 2007-02-16 2008-05-09 강환국 멀티 존 히트파이프식 히팅플레이트

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110041630A (ko) 2011-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101486381B1 (ko) 엘이디 조명 모듈의 방열 장치
CA2790112C (en) Led lighting apparatus
JP5466337B2 (ja) Ｌｅｄ照明装置及びこれを備えた街灯装置
JP2007155269A (ja) 冷却装置
JP2006319103A (ja) 発光ダイオードの冷却装置
JP2008243780A (ja) ヒートパイプのある熱放散モジュールを組み込まれる高出力ｌｅｄ照明組品
JP2007064532A (ja) 放熱システム
TW201510459A (zh) 固液相變冷卻裝置
US20140153225A1 (en) Led lighting device
CN108801017B (zh) 发热源的散热装置
JP2018517869A (ja) 回転ファンブレード部の表面冷却効果を利用した冷却ファン
JP2010251677A (ja) ヒートシンク
KR101307507B1 (ko) 발열소자 방열장치 및 발열소자 패키지 모듈
CN106163210B (zh) 一种散热器
KR20100003923U (ko) 냉각장치용 방열구조
CN101275734B (zh) 一种大功率led散热装置
JP2009054399A (ja) 照明装置
KR101266836B1 (ko) 냉각 엘이디등
AU2017245461A1 (en) LED lighting apparatus
JP5425339B2 (ja) 発熱素子用冷却装置
KR101266845B1 (ko) 국소부위 열원의 방열장치
KR101266797B1 (ko) 내부유로가 있는 핀과 평판구조의 하이브리드 휜으로 구성된 스마트 히트싱크
CN209330511U (zh) 散热装置
CN201599767U (zh) 一种水冷散热的led筒灯
KR101069506B1 (ko) 전자제품용 냉각모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171214

Year of fee payment: 4