KR101811132B1 - 열전반도체를 이용한 환경적응형 led 조명 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 조명에 열전반도체 및 스위치를 적용하여 LED 조명의 온도를 열전반도체의 흡열 또는 방열을 통해 일정하게 유지함으로써, 상기 LED 조명의 온도가 구동되기에 최적인 온도로 유지될 수 있도록 한 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명은, LED 모듈 및 상기 LED 모듈 후방에 형성되어 상기 LED 모듈로부터 열을 흡수하는 히트씽크를 포함한 LED 조명에 있어서, 상기 LED 모듈과 상기 히트씽크 사이에는 상기 LED 모듈로부터 강제로 열을 흡수하여 상기 LED 모듈의 온도를 조절할 수 있도록 열전반도체가 형성되고, 상기 열전반도체에는 상기 열전반도체가 상기 LED 모듈로부터 흡열 또는 방열할 수 있도록 상기 열전반도체에 흐르는 전류의 방향을 변경하는 스위치가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명{Adaptive environment LED light for a thermoelectric module}
본 발명은 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 조명에 열전반도체 및 스위치를 적용하여 LED 조명의 온도를 열전반도체의 흡열 또는 방열을 통해 일정하게 유지함으로써, 상기 LED 조명의 온도가 구동되기에 최적인 온도로 유지될 수 있도록 한 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명에 관한 것이다.
일반적으로 조명등은 전기에너지를 빛에너지로 변환하여 야간에 실내나 실외 또는 밀폐된 공간에서 물체를 식별할 수 있도록 광을 제공하는 용도로 사용되는데, 최근에는 실내 장식이나 다양한 색 연출을 위하여 조명을 이용되고 있으며, 지금까지는 조명등으로 백열등, 형광등, 할로겐등, 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등을 사용해 왔다.
하지만, 백열등은 가격이 저렴한 대신 수명이 짧고, 발광효율도 떨어지며, 휘도가 높아 사용자에게 눈부심을 일으키고, 또한 많은 열이 발생되는 문제점이 있다.
그리고, 형광등은 백열등보다 에너지 효율이 높아 전력소비는 적으나 점등대기 시간이 길고, 수명이 짧은 문제점이 있다.
또한, 나트륨등, 수은등, 메탈할라이드등은 전력소비가 크고, 눈부심을 일으킬 수 있으며 수명 또한 길지 못한 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점 때문에 최근에는 수명이 반 영구적이고, 소비전력이 적으면서 고효율의 조도를 얻을 수 있는 LED(lighting emitting diode)를 이용한 조명등이 개발되고 있으며, 다양한 용도로 널리 사용되고 있다.
여기서, LED 조명은 빠른 처리속도와 낮은 전력소모 등의 장점을 가지며, 친환경적이고 에너지 효율도 높아서 이용도가 점차 늘어가는 추세이다.
또한, LED를 이용한 조명등은 일반 조명등에 비해 60∼80%의 전력이 절감되며 50,000시간 이상의 반영구적인 수명을 가지며 사용자에게 눈부심이 발생하지 않기 때문에 조명등으로 각광을 받고 있는 추세이다.
그러나, 상기와 같은 LED 조명등은 인쇄회로기판에 하나의 LED를 실장하거나 여러개의 LED를 실장하여 사용되기 때문에 발열량이 크고, 일정 시간 사용시에 내부에서 발생되는 열을 외부로 원활하게 배출시키거나 제거시키지 못하면 효율이 저하되고, 이런 상태를 장시간 유지할 경우에는 수명이 단축되거나 파손되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허공보 10-1257283호(이하 선행문헌 1이라 칭함)에는 "LED 조명등의 방열체"가 개시되어 있다.
선행문헌 1은, LED 모듈의 상면에 설치되며, 제1 방열핀 및 제2 방열핀이 형성된 히트싱크; 상기 히트싱크의 상부에 위치하여, 상기 히트싱크를 수용하는 상부 케이스; 상기 상부 케이스와 결합되어, 상기 히트싱크가 수용되는 내부 공간을 형성해 주는 하부 케이스; 를 포함하며, 상기 상부 케이스와 하부 케이스 사이에 패킹을 삽입하여 나사 결합되는 것을 구성적 특징으로 한다.
이러한, 선행문헌 1은 LED 모듈에서 발생한 열을 히트싱크의 방열핀을 통해서 외부 공기와의 접촉으로 방열시킬 수 있으며, 또한 일부 방열핀을 케이스와 직접 접촉시킴으로써, 케이스를 통해 방열을 실행할 수 있는 2가지의 방열 시스템으로 구성되어 있어서 최적의 냉각효율을 구현할 수 있으므로 LED 조명등의 수명을 연장시킬 수 있고, 냉각팬과 같은 다른 기계적 냉각 요소를 사용하지 않아 LED 조명등의 유지 및 보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
그러나, 선행문헌 1은 제1 방열핀을 통해 방열되는 열에너지가 상부 케이스로 인하여 외부로의 배출이 제한되고, 이로 인하여 상부 케이스 내부에 열에너지가 집결될 경우 제1 방열핀을 통한 방열마저 제한되므로, 열에너지를 배출하지 못한 LED 모듈이 파손되는 문제점이 있다.
또한, 히트씽크가 금속으로만 형성되므로, 원가가 과다해지는 문제점이 있다.
또한, 주위환경에 따라 LED 조명등의 구동온도를 조절할 수 없으므로, LED 조명등이 손상될 수 있는 문제점이 있다.
선행문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 10-1257283호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명은 열전반도체를 통해 LED 조명의 온도를 열전반도체의 흡열 또는 방열을 통해 일정하게 유지함으로써, LED 모듈이 작동되기에 최적의 온도로 조절할 수 있는 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 히트씽크를 그 성능은 유지된 채로 경량화 시킴으로써, 내구성이 향상되고 제조원가가 절감될 수 있는 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명은, LED 모듈 및 상기 LED 모듈 후방에 형성되어 상기 LED 모듈로부터 열을 흡수하는 히트씽크를 포함한 LED 조명에 있어서, 상기 LED 모듈과 상기 히트씽크 사이에는 상기 LED 모듈로부터 강제로 열을 흡수하여 상기 LED 모듈의 온도를 조절할 수 있도록 열전반도체가 형성되고, 상기 열전반도체에는 상기 열전반도체가 상기 LED 모듈로부터 흡열 또는 방열할 수 있도록 상기 열전반도체에 흐르는 전류의 방향을 변경하는 스위치가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히트씽크는 상기 열전반도체와 접촉되는 방열블럭, 상기 방열블럭에 슬라이딩 결합되어 상기 열전반도체로부터 이동된 열이 방출되는 복수개의 열방출핀을 포함하고, 상기 방열블럭과 열방출핀은 돌기와 홈의 구조로 평행한 방향으로 슬라이딩 결합되어, 수직 방향으로는 분리가 불가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열방출핀 외측에는 상기 열방출핀 사이에 공기를 이동시켜 열방출의 효율 및 성능을 향상시킬 수 있도록 방열팬이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열블럭에는 상기 열방출핀으로 열을 효과적으로 전달할 수 있도록, 수직으로 절곡 형성되어 그 상,하부가 각각 방열블럭과 열방출핀을 관통하여 결합되는 히트파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열블럭에 결합되는 히트파이프는 상기 열전반도체로부터 효과적으로 열을 전달받을 수 있도록, 그 표면이 방열블럭 외측으로 노출되어 상기 열전반도체와 접촉되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열블럭 외측으로 노출되어 열전반도체와 접촉되는 히트파이프에는 방열블럭의 외측면과 동일평면을 이루는 평탄부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열방출핀에 결합되는 히트파이프는 상기 열전반도체로부터 전달받은 열을 상기 열방출핀에 전체적으로 전달할 수 있도록, 그 위치가 방열블럭이 위치되지 않는 열방출핀의 영역에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히트파이프 단부에는 히트파이프 내부의 공기를 순환시켜 열전도 및 방열될 수 있도록, 순환팬이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 LED 모듈에는 정전 또는 비상시 주전원이 끊겨도 작동될 수 있도록 보조배터리가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조배터리에는 태양광을 통해 충전될 수 있도록, 솔라셀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히트씽크는 방열성능을 유지한 채로 경량화될 수 있도록, 상기 히트씽크의 형성재질이 플라스틱재질로 형성되는 한편, 그 외면에 열을 전도할 수 있도록 금속도금하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히트씽크는 열 전도율이 높은 동으로 도금되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전반도체에는 상기 LED 모듈과의 열 이동이 원활하게 진행될 수 있도록, 상기 열전반도체와 상기 LED 모듈을 일체화시키는 모듈유닛이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전반도체에는 상기 열전반도체 양면의 온도차이로 생성되는 결로에 의하여 제품에 손상이 발생되지 않도록, 상기 히트씽크와 상기 열전반도체가 접촉된 상태로 상기 열전반도체를 밀봉시키는 유니트가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명은 열전반도체 및 스위치를 포함함으로써, 상기 LED 모듈의 온도를 열전반도체의 흡열 또는 방열을 통해 일정하게 유지함으로써, LED 모듈이 작동되기에 최적의 온도로 조절할 수 있고, 이로 인하여 LED 모듈의 과열 또는 과냉으로 인한 수명 단축을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 방열블럭과 열방출핀을 관통하여 결합되는 히트파이프를 적용함으로써, 상기 방열블럭으로부터 상기 열방출핀으로의 열 전달이 보다 효과적으로 전달되는 효과가 있다.
또한, 상기 LED 모듈에 보조배터리를 적용함으로써, 정전 또는 비상시 주전원이 끊겨도 문제없이 작동되는 효과가 있다.
또한, 상기 보조배터리에 솔라셀을 적용함으로써, 정전 또는 비상시 주전원이 끊겨도 장기간 작동되는 효과가 있다.
또한, 상기 히트씽크의 형성재질이 플라스틱재질로 구성되는 한편, 그 외면이 동으로 도금됨으로써, 열전도 성능은 유지된채로 경량화 되어 유지보수비용 절감 및 내구성 향상의 효과가 있다.
또한, 상기 열전반도체와 상기 LED 모듈을 일체화 시키는 모듈유닛을 적용함으로써, 상기 열전반도체와 상기 LED 모듈간에 열이동이 신속하게 이뤄지는 효과가 있다.
또한, 상기 열전반도체와 상기 히트씽크가 접촉된 상태로 상기 열전반도체를 밀봉시키는 유니트를 적용함으로써, 상기 열전반도체의 양면의 온도차이로 인해 생성되는 결로에 의하여 제품에 손상이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명을 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명을 나타낸 저면사시도
도 3은 도 1의 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명을 나타낸 분해사시도
도 4는 도 3의 열전반도체의 결합관계를 나타낸 단면도
도 5는 도 3의 히트씽크를 나타낸 사시도
도 6은 도 5의 히트씽크를 나타낸 분해사시도
도 7은 도 6의 방열블럭을 나타낸 사시도
도 8은 도 6의 열방출핀을 나타낸 사시도
도 9는 도 6의 히트파이프를 나타낸 모식도
도 10은 도 5의 히트씽크를 나타낸 정면도
도 11은 도 5의 히트씽크를 나타낸 평면도
도 12는 도 1의 스위치의 작동을 나타낸 상세도
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다. 여기서, 상하좌우, 우측, 좌측, 저면 등 방향과 관련된 표현은 모두 제시한 도면을 기준으로 기재하고 있음을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명은 LED 조명 작동시 LED 모듈로부터 발생되는 열을 열전반도체를 통해 강제로 흡수 또는 방열하여 LED 모듈의 온도를 조절함으로써, LED 조명의 수명단축 및 파손을 방지할 수 있도록 한 장치이다.
이를 위하여, 본 발명에 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명(1)은, 도 1 내지 도 3을 참조하면, LED 모듈(10), 상기 LED 모듈과 면접촉되어 LED 모듈로부터 발생되는 열을 흡열하는 열전반도체(20), 상기 열전반도체에 형성되어 상기 LED 모듈과 상기 열전반도체간의 열이동이 원활하게 진행될 수 있도록 상기 열전반도체와 상기 LED 모듈을 일체화시키는 모듈유닛(30), 상기 열전반도체에 형성되어 상기 열전반도체 양면의 온도차이로 생성되는 결로에 의해 제품이 손상되지 않도록, 상기 히트씽크와 상기 열전반도체가 접촉된 상태로 상기 열전반도체를 밀봉시키는 유니트(40), 상기 열전반도체로부터 열을 전달받아 방열하는 히트씽크(50) 및 상기 열전반도체에 형성되어 상기 열전반도체의 흐르는 전류의 방향을 변경하는 스위치(A)를 포함한다.
상기 LED 모듈(10)은 LED 칩(광원)을 기판 위에 탑재한 전자부품으로, 수명이 반 영구적이고, 소비전력이 적으면서 고효율의 조도를 얻을 수 있는 통상의 LED 모듈이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 열전반도체(20)는 전류에 의해 열의 흡열 또는 발열이 생기는 현상인 펠티에 효과를 이용한 소자로서, 비드머스 텔루라이드, 안티몬 텔 합금 등을 한 쌍으로 한 통상의 열전반도체이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 모듈유닛(30)은 상기 LED 모듈(10)과 상기 열전반도체(20)가 면 접촉된 상태로 고정되어 상기 열전반도체가 상기 LED 모듈로부터 안정되고 신속하게 흡열할 수 있도록 한 구성이다.
이를 위하여, 상기 모듈유닛(30)은, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 LED 모듈과 상기 열전반도체에 상응하는 틀 형태로 형성됨으로써, 상기 LED 모듈과 상기 열전반도체를 면 접촉된 상태로 유동되지 않도록 포박할 수 있다.
또한, 상기 모듈유닛의 테두리에 모듈유닛걸림턱(31)이 형성됨으로써, 상기 LED 모듈과 상기 열전반도체가 상기 모듈유닛(30)에 감싸인채로 고정된다.
상기 유니트(40)는 상기 열전반도체(20)와 상기 히트씽크(50)가 면 접촉된 상태로 고정되어 상기 열전반도체 양면의 온도차이로 생성되는 결로에 의하여 제품에 손상이 발생되지 않도록 하는 한편, 상기 히트씽크가 상기 열전반도체로부터 안정되고 신속하게 열을 전달받을수 있도록 한 구성이다.
이를 위하여, 상기 유니트(40)는, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 열전반도체와 상기 히트씽크에 상응하는 틀 형태로 형성됨으로써, 상기 열전반도체와 상기 히트씽크를 면 접촉된 상태로 유동되지 않도록 포박할 수 있다.
이때, 상기 유니트(40)는 상기 열전반도체가 상기 모듈유닛과 결합된 상태일 때는 상기 모듈유닛과 상응하는 형태로 형성되어 상기 모듈유닛을 구속한다.
또한, 상기 유니트의 테두리에 유니트걸림턱(41)이 형성됨으로써, 상기 열전반도체와 상기 히트씽크가 상기 유니트(40)에 감싸인채로 고정된다.
더불어, 상기 유니트는 상기 히트씽크에 결합될 때, 상기 히트씽크의 형상에 맞춰 히트씽크 결합홈을 형성함으로써, 상기 히트씽크와 밀착되어 결로가 생성되더라도 상기 열전반도체에는 접촉되지 않는다.
상기 히트씽크(50)는 상기 열전반도체로부터 열을 전달받는 한편, 전달받은 열을 신속하게 방열하기 위한 구성이다.
이를 위하여, 상기 히트씽크(50)는, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 열전반도체(20)에 접하도록 구비되는 방열블럭(51)과, 상기 방열블럭(51)에 슬라이딩 결합되어 접하는 열방출핀(53)과, 절곡 형성되어 그 상,하 양단부가 각각 열방출핀(53)과 방열블럭(51)을 관통하여 결합되는 히트파이프(55)를 포함한다.
상기 방열블럭(51)은, 도 7을 참조하면, 육면체로 형성되되, 열전반도체의 상면에 면 접촉되어 구비되고, 열전반도체와 접한 면(하면)에는 장착홈(511)과, 결합홈(513) 또는 결합돌부(515)가 형성된다.
장착홈(511)은 히트파이프(55)가 관통되어 구비되는 홈으로서, 방열블럭(51)의 하면 양측에 각각 복수의 장착홈(511)이 형성된다. 이러한 장착홈(511)은 그 내주면이 히트파이프(55)에 대응한 곡률을 갖도록 형성되고, 하단부는 방열블럭(110)의 하면으로 개구되게 형성된다.
그리고, 방열블럭(51)의 상면 중앙부에는 장착홈(511)과 평행한 결합홈(513) 또는 결합돌부(515)가 형성될 수 있다. 이러한 결합홈(513) 또는 결합돌부(515)는 열방출핀(53)과의 결합을 위한 홈 또는 돌부로서, 열방출핀(53)에 결합돌부(532)가 형성되면 방열블럭(51)에는 결합돌부(532)에 대응한 형상의 결합홈(513)이 형성되고, 열방출핀(53)에 결합홈(533)이 형성되면 방열블럭(51)에는 결합홈(533)에 대응한 형상의 결합돌부(515)가 돌출 형성되는 것이다.
한편, 상기와 같은 방열블럭(51)의 결합홈(513) 또는 결합돌부(515)는 다양한 다각형상의 결합구조로 형성될 수 있으며, 이러한 다양한 결합구조로 인해 방열블럭(51)과 열방출핀(53)이 평행한 방향(전후 방향)으로 슬라이딩 결합되고, 수직 방향(상하 방향)으로는 분리 불가한 상태로 결합된다.
좀더 구체적으로, 방열블럭과 열방출핀은 수직 방향으로 분리 불가하게 돌기와 홈의 구조로 결합되되, 열방출핀이 히트파이프에 관통되면서 방열블럭에 슬라이딩 결합된다.
방열블럭과 열방출핀의 돌기와 홈 구조의 결합을 통해, 방열블럭과 열방출핀은 서로의 결합력을 갖게 되어 히트파이프에 전달되는 부하를 분산시키는 효과뿐만 아니라 열전달 면적도 넓혀 방열효율을 극대화하는 효과를 갖는다.
아울러, 열방출핀이 히트파이프에 관통되면서 방열블럭에 슬라이딩 결합되는 기계적 결합을 통해, 방열블럭과 열방출핀 분리가능하게 되어 다수의 열방출핀 중 어느 하나가 파괴된 경우 조립시와 반대로 열방출핀을 슬라이딩시켜 방열블럭과 히트파이프로부터 빼낸 후 새로운 열방출핀으로 바꿔 끼우기만 하면 다시 재사용이 가능하게 되는 효과를 갖는다.
더욱이, 열방출핀이 히트파이프에 관통되면서 방열블럭에 슬라이딩 결합되는 구조는 방열블록과 히트파이프의 조립을 해체하지 않고서도 파괴된 히트파이프만을 교체할 수 있게 되어 교체 공정을 단순화에 따른 교체효율의 극대화 효과가 있다.
한편, 상기 방열블럭 테두리에는 걸림턱(517)이 형성됨으로써, 상기 유니트가 결합될 때, 더욱 안정되게 결합된다.
열방출핀(53)은 도 8에 도시된 바와 같이, 얇은 두께를 갖는 박판으로서, 그 양측부에는 히트파이프(55)가 관통되어 구비되기 위한 복수의 관통공(535)이 형성되고, 중앙부에는 열방출핀(53)의 강도를 보강하기 위한 비드부(531)가 포밍 가공되어 돌출 형성된다.
그리고, 열방출핀(53)의 하면 중앙부에는 전술한 방열블럭(51)의 결합홈(513) 또는 결합돌부(515)에 대응한 결합돌부(532) 또는 결합홈(533)이 형성되어, 방열블럭(110)에 슬라이딩 결합될 수 있다.
이때, 상기와 같은 열방출핀(53)과 방열블럭(51) 간의 결합구조는 도브테일 결합구조로서, 결합돌기(532)(515)와 결합홈(513)(533)이 수평 방향으로는 이동가능하고, 수직 방향으로는 분리 불가한 결합구조이면, 이의 형상에 관계없이 모두 적용 가능하다.
더불어, 상기 열방출핀(53)은, 도 11을 참조하면, 열방출핀의 틈새로 공기를 이동시킬 수 있도록, 방열팬(537)을 형성함으로써, 열방출핀을 통함 방열성능을 극대화 할 수 있다.
히트파이프(55)는 도 9에 도시된 바와 같이, "⊃"자 형상으로 절곡된 수직 절곡부(553)에 의해 상,하부가 연결되게 형성되어, 상부(이하 "상부 히트파이프"라 한다)는 열방출핀(53)에 관통되어 구비되고, 하부(이하 "하부 히트파이프"라 한다)는 방열블럭(51)에 관통되어 구비된다. 이때, 수직 절곡부(553)는 사선으로 경사지게 형성된다.
따라서, 히트파이프(55)는 열방출핀(53) 중앙부의 비드부(531)를 기준으로 양측에 각각 구비되고, 양측으로 구비된 히트파이프(55)는 그 상부 히트파이프(55)와 하부 히트파이프(55)가 수직 절곡부(553)에 의해서 하나로 형성된다.
특히, 도 10에서와 같이, 방열블럭(51)에 구비되는 하부 히트파이프(55)는 그 하면이 방열블럭(51)의 하면을 통해 외측으로 노출되게 구비되는데, 이때 방열블럭(51)의 하면으로 노출되는 하부 히트파이프(55)에는 방열블럭(51)의 하면과 동일 평면을 이루는 평탄부(551)가 형성된다. 따라서, 열전반도체(20)는 그 상면이 방열블럭(51)의 하면과 접함과 동시에 하부 히트파이프(55)의 평탄부(551)에도 접하게 됨으로써 우수한 열전도율을 가질 수 있게 된다.
또한, 열방출핀(53)에 결합되는 상부 히트파이프(55)는 하부 히트파이프(55)에서 일체로 연장되어 외측으로 절곡 형성되어, 방열블럭(51)이 위치되지 않는 열방출핀(53)의 영역을 관통하여 구비된다. 이와 같이 방열블럭(51)과 열방출핀(53)을 각각 관통하여 구비되는 히트파이프(55)가 서로 다른 위치로 구비됨으로써 열방출핀(53)의 하면 중앙부에 구비되는 방열블럭(51)에 의해 열방출핀(53)의 중앙부에만 집중될 수 있는 열전도 경로를 히트파이프(55)를 통해서 열방출핀(53)의 전면적으로 확대시켜 주므로 우수한 방열성능을 가질 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 히트파이프(55)의 단부에는 공냉각을 위한 순환팬(555)이 형성됨으로써, 히트파이프를 통한 방열효과를 높일 수 있다.
아울러, 상기 히트파이프를 제외한 방열블럭 및 열방출핀은 플라스틱재질로 형성되되, 그 외면을 동으로 도금함으로써, 열전도 성능은 유지한채로 경량화되어 내구성은 향상되고 제조원가는 감소시킬 수 있다.
상기 스위치(A)는, 도 12를 참조하면, 상기 열전반도체에 형성되어 상기 열전반도체에 흐르는 전류의 흐름을 변경함으로써, 상기 열전반도체가 상기 LED 모듈로부터 흡열하거나 반대로 방열할 수 있도록 한다.
또한, 상기 스위치(A)는 전류의 흐름을 단계별로 조정함으로써, 흡열 또는 방열량을 조절할 수 있다.
이를 통해, 상기 열전반도체는 상기 LED 모듈이 구동되기에 적정온도를 유지할 수 있게 되고, 상기 LED 모듈은 과열 또는 과냉으로 인한 수명단축 및 파손을 방지할 수 있다.
한편, 상기 LED 모듈 및 상기 열전반도체에는 주전원이 끊겨도 작동될 수 있도록 보조배터리(미도시)를 연결함으로써, 정전 또는 화재 같은 전력이 차단되는 비상시에도 문제없이 작동될 수 있다.
또한, 상기 보조배터리 외측에는 솔라셀(미도시)이 형성됨으로써, 주전원이 차단되는 정전 또는 화재같은 재난시에도 태양광을 통해 충전하면서 장시간 사용할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : LED 모듈 20 : 열전반도체
30 : 모듈유닛 31 : 모듈유닛걸림턱
40 : 유니트 41 : 유니트걸림턱
50 : 히트씽크 51 : 방열블럭
53 : 열방출핀 55 : 히트파이프

Claims (14)

  1. LED 모듈 및 상기 LED 모듈 후방에 형성되어 상기 LED 모듈로부터 열을 흡수하는 히트씽크를 포함한 LED 조명에 있어서,
    상기 LED 모듈과 상기 히트씽크 사이에는 상기 LED 모듈로부터 강제로 열을 흡수하여 상기 LED 모듈의 온도를 조절할 수 있도록 열전반도체가 형성되고,
    상기 열전반도체에는 상기 열전반도체가 상기 LED 모듈로부터 흡열 또는 방열할 수 있도록 상기 열전반도체에 흐르는 전류의 방향을 변경하는 스위치가 형성되며,
    상기 히트씽크는 상기 열전반도체와 접촉되는 방열블럭과, 상기 방열블럭에 슬라이딩 결합되어 상기 열전반도체로부터 이동된 열이 방출되는 복수개의 열방출핀을 포함하고,
    상기 방열블럭과 열방출핀은 돌기와 홈의 구조로 평행한 방향으로 슬라이딩 결합되어, 수직 방향으로는 분리가 불가능하도록 형성되며,
    상기 방열블럭에는 상기 열방출핀으로 열을 효과적으로 전달할 수 있도록, 수직으로 절곡 형성되어 그 상,하부가 각각 방열블럭과 열방출핀을 관통하여 결합되는 히트파이프를 포함하고,
    상기 열방출핀 외측에는 상기 열방출핀 사이에 공기를 이동시켜 열방출의 효율 및 성능을 향상시킬 수 있도록 방열팬이 형성되고,
    상기 히트파이프 단부에는 히트파이프 내부의 공기를 순환시켜 열전도 및 방열될 수 있도록, 순환팬이 형성되며,
    상기 열전반도체에는 상기 LED 모듈과의 열 이동이 원활하게 진행될 수 있도록, 상기 열전반도체와 상기 LED 모듈을 일체화시키는 모듈유닛이 형성되고,
    상기 모듈유닛은 상기 LED 모듈과 상기 열전반도체를 감싸도록 테두리에 형성되는 모듈유닛걸림턱을 구비하고,
    상기 열전반도체에는 상기 열전반도체 양면의 온도차이로 생성되는 결로에 의하여 제품에 손상이 발생되지 않도록, 상기 히트씽크와 상기 열전반도체가 접촉된 상태로 상기 열전반도체를 밀봉시키는 유니트가 형성되며,
    상기 유니트는 상기 모듈유닛을 감싸는 동시에 상기 히트씽크의 둘레측을 감싸도록 테두리에 형성되는 유니트걸림턱을 구비하고,
    상기 히트씽크의 테두리에는 상기 유니트걸림턱과 대응하는 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 방열블럭에 결합되는 히트파이프는 상기 열전반도체로부터 효과적으로 열을 전달받을 수 있도록, 그 표면이 방열블럭 외측으로 노출되어 상기 열전반도체와 접촉되는 것을 특징으로 하는 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 방열블럭 외측으로 노출되어 열전반도체와 접촉되는 히트파이프에는 방열블럭의 외측면과 동일평면을 이루는 평탄부가 형성되는 것을 특징으로 하는 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 열방출핀에 결합되는 히트파이프는 상기 열전반도체로부터 전달받은 열을 상기 열방출핀에 전체적으로 전달할 수 있도록, 그 위치가 방열블럭이 위치되지 않는 열방출핀의 영역에 구비되는 것을 특징으로 하는 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 LED 모듈에는 정전 또는 비상시 주전원이 끊겨도 작동될 수 있도록 보조배터리가 형성되는 것을 특징으로 하는 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 보조배터리에는 태양광을 통해 충전될 수 있도록, 솔라셀이 형성되는 것을 특징으로 하는 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트씽크는 방열성능을 유지한 채로 경량화될 수 있도록, 상기 히트씽크의 형성재질이 플라스틱재질로 형성되는 한편, 그 외면에 열을 전도할 수 있도록 금속도금하는 것을 특징으로 하는 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 히트씽크는 열 전도율이 높은 동으로 도금되는 것을 특징으로 하는 열전반도체를 이용한 환경적응형 LED 조명
  13. 삭제
  14. 삭제
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009038182A (ja) * 2007-08-01 2009-02-19 Seiko Epson Corp 光源装置、照明装置、プロジェクタおよびモニタ装置
KR101105341B1 (ko) * 2010-01-21 2012-01-16 함광근 투광조명장치
KR101595212B1 (ko) * 2015-12-28 2016-02-18 박상웅 냉각장치

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