KR102151856B1 - Led light apparatus with heat radiating structure - Google Patents

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    • F21LIGHTING
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치는 다수의 렌즈 형상을 하면에 구비한 렌즈부(101); 상기 다수의 렌즈 형상에 각각 대응하는 LED 칩(112)을 아래면에 실장한 PCB부(110); 상기 PCB부(110)의 상면에 구비된 제 1 방열부(120); 상기 제 1 방열부(120)의 상면에 구비된 제 2 방열부(130); 상기 제 2 방열부(130)의 상면에 구비된 제 3 방열부(140); 및 상기 제 2 방열부(130)와 제 3 방열부(140)를 둘러싸고 상기 렌즈부(101)의 테두리에 결합하는 가이드 플레이트(150);를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치는 제 1 방열부, 제 2 방열부 및 제 3 방열부를 이용한 수냉식 및 공냉식의 열전달, 열축적 및 방열 작용에 의해 방열 효율을 증가시키고, 종래의 무거운 히트싱크 대신에 경량화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
An LED lighting device according to an embodiment of the present invention includes a lens unit 101 provided on a lower surface of a plurality of lens shapes; A PCB unit 110 mounted on a lower surface of the LED chips 112 corresponding to each of the plurality of lens shapes; A first heat dissipation unit 120 provided on the upper surface of the PCB unit 110; A second radiating part 130 provided on the upper surface of the first radiating part 120; A third radiating part 140 provided on the upper surface of the second radiating part 130; And a guide plate 150 surrounding the second heat dissipation part 130 and the third heat dissipation part 140 and coupled to the edge of the lens part 101.
The LED lighting device according to an embodiment of the present invention increases heat dissipation efficiency by water-cooled and air-cooled heat transfer, heat accumulation and heat dissipation action using a first heat dissipation unit, a second heat dissipation unit and a third heat dissipation unit. Instead, there is an effect that can achieve weight reduction.

Description

방열 구조를 갖는 LED 조명장치 { LED LIGHT APPARATUS WITH HEAT RADIATING STRUCTURE }LED lighting device with heat dissipation structure {LED LIGHT APPARATUS WITH HEAT RADIATING STRUCTURE}

본 발명은 방열 구조를 갖는 LED 조명장치에 관한 것으로, 특히 수냉식 및 공냉식으로 방열을 수행하고 경량화를 도모할 수 있는 방열 구조를 갖는 LED 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting device having a heat dissipation structure, and in particular, to an LED lighting device having a heat dissipation structure capable of performing heat dissipation by water cooling and air cooling and reducing weight.

일반적으로 소비전류가 0.3W 미만의 고휘도 발광다이오드를 이용한 조명 장치는 발광다이오드에서 발열되는 열이 적어, 다수개의 발광다이오드를 배열함으로써 작은 에너지의 소모로 높은 휘도를 얻을 수 있고, 램프 소자의 수명이 길기 때문에 신호등 및 전광판과 같은 사인물 조명에 널리 사용되고 있다.In general, lighting devices using high-brightness light-emitting diodes with a consumption current of less than 0.3W generate less heat from the light-emitting diodes, so by arranging a plurality of light-emitting diodes, high luminance can be obtained with little energy consumption, and the life of the lamp element is reduced. Because it is long, it is widely used for lighting signs such as traffic lights and electronic signs.

그러나 가로등, 터널등, 자동차 전도등과 같이 높은 조도를 요구하는 곳에 사용되는 파워급 고휘도 발광다이오드 소자는 일반 고휘도 발광다이오드 소자에 비해 소비전류가 10배 이상인 3W급의 고출력 발광다이오드 소자를 사용한다.However, power-class high-brightness LED devices used in places that require high illumination such as streetlights, tunnels, and automobile conduction lights use 3W-class high-power LED devices that consume more than 10 times the current consumption compared to general high-brightness LED devices.

이때, 파워급 고휘도 발광다이오드 소자를 사용한 가로등은 종래 메탈 할라이드 램프나 수은 램프를 사용한 가로등에 비하여 광량이 매우 적으므로, 파워급 고휘도 발광다이오드를 다수 개 밀집하여, 사용하게 되는데, 단위 면적당 열이 급격히 상승하여, 발광다이오드 소자의 열화 현상을 급속히 진행시킴으로써 발광다이오드의 조도와 수명이 급격히 저하되는 현상을 야기하게 된다.At this time, a street light using a power-class high-brightness light-emitting diode device has a very small amount of light compared to a street light using a conventional metal halide lamp or a mercury lamp, so a large number of power-class high-brightness light-emitting diodes are densely used, and heat per unit area is rapidly generated. As a result, the light-emitting diode device deteriorates rapidly, thereby causing a phenomenon in which the illuminance and lifetime of the light-emitting diode are rapidly deteriorated.

따라서, 파워 급의 고 출력 발광다이오드 소자를 이용한 조명등기구를 개발할 시에는 발광소자의 광원에서 나오는 열을 효과적으로 방열할 수 있는 구조로 설계되어야 한다.Therefore, when developing a lighting fixture using a power-class high-power LED device, it must be designed in a structure capable of effectively dissipating heat from a light source of the light-emitting device.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 다수개의 발광다이오드가 안착되는 알루미늄 방열판을 적층시켜 만든 인쇄회로기판과 다수개의 열 방출 돌기가 형성된 알루미늄 방열판을 밀착시켜 발광다이오드에서 발산되는 열을 외부의 공기로 신속하게 방열하는 방식을 이용하고 있다.To solve this problem, conventionally, a printed circuit board made by stacking an aluminum heat sink on which a plurality of light emitting diodes are mounted and an aluminum heat sink having a plurality of heat dissipating protrusions are in close contact with each other, so that the heat emitted from the light emitting diodes is quickly transferred to outside air. It is using a method of radiating heat.

이러한 방열을 위해 종래에는 히트싱크를 이용하고 있으며, 이러한 히트싱크는 특허문헌에 기재된 바와 같이, 수직방향의 방열핀이 각각 판상인 RSF(Rectangular Straight Fin) 타입을 기본으로, SRSF(Splitted Rectangilar Straight Fin) 타입 및 PF(Pin Fin) 타입 등도 폭넓게 사용되고 있다.Conventionally, a heat sink is used for such heat dissipation, and as described in the patent document, the heat sink is based on RSF (Rectangular Straight Fin) type, each of which has a plate shape in the vertical direction, and SRSF (Splitted Rectangilar Straight Fin). Type and PF (Pin Fin) type are also widely used.

이러한 종래의 히트싱크는 발열원에서 히트싱크의 밑면인 방열판으로 열전도되어 히트싱크 밑면에서 방열핀으로 열전도되고, 다시 방열핀을 통해 공기와 접촉하여 냉각되는 방식을 수행한다.Such a conventional heat sink performs a method in which heat is conducted from a heat source to a heat sink, which is a bottom surface of the heat sink, is heat conducted from the bottom surface of the heat sink to a radiating fin, and cooled by contacting air through the heat sink again.

그러나 종래에 사용되고 있는 대부분의 히트싱크는 압출형으로 사용되고 있으나 방출열량의 문제점으로 사용상의 한계를 나타내고 있고, 이를 해결하기 위해 히트싱크를 크게 제작하여 무게가 무겁고 제작 비용이 많이 비싸지는 문제점이 있다.However, most of the heat sinks used in the prior art are extruded, but they exhibit limitations in use due to the problem of radiated heat, and to solve this problem, the heat sink is made large, so that the weight is heavy and the manufacturing cost is high.

한국공개특허공보 제10-2002-0048844호Korean Patent Publication No. 10-2002-0048844

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수냉식 및 공냉식으로 방열을 수행하고 경량화를 도모할 수 있는 방열 구조를 갖는 LED 조명장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an LED lighting device having a heat dissipation structure capable of performing heat dissipation in a water-cooled and air-cooled manner and reducing weight.

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치는 다수의 렌즈 형상을 하면에 구비한 렌즈부(101); 상기 다수의 렌즈 형상에 각각 대응하는 LED 칩(112)을 아래면에 실장한 PCB부(110); 상기 PCB부(110)의 상면에 구비된 제 1 방열부(120); 상기 제 1 방열부(120)의 상면에 구비된 제 2 방열부(130); 상기 제 2 방열부(130)의 상면에 구비된 제 3 방열부(140); 및 상기 제 2 방열부(130)와 제 3 방열부(140)를 둘러싸고 상기 렌즈부(101)의 테두리에 결합하는 가이드 플레이트(150);를 포함할 수 있다.An LED lighting device according to an embodiment of the present invention includes a lens unit 101 having a plurality of lens shapes on its lower surface; A PCB unit 110 mounted on a lower surface of the LED chips 112 corresponding to each of the plurality of lens shapes; A first heat dissipation unit 120 provided on the upper surface of the PCB unit 110; A second radiating part 130 provided on the upper surface of the first radiating part 120; A third radiating part 140 provided on the upper surface of the second radiating part 130; And a guide plate 150 surrounding the second heat dissipation part 130 and the third heat dissipation part 140 and coupled to the edge of the lens part 101.

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치에서 상기 제 1 방열부(120)는 상기 PCB부(110)의 상면에 맞닿는 열전달판(121); 상기 열전달판(121)의 상면에서 막대형상으로 길이방향으로 대칭 구비된 열전달바(122-1,122-2); 및 상기 열전달바(122-1,122-2) 사이에 구비된 다수의 열전달핀(123);을 포함할 수 있다.In the LED lighting device according to the embodiment of the present invention, the first heat dissipation unit 120 includes a heat transfer plate 121 in contact with the upper surface of the PCB unit 110; Heat transfer bars 122-1 and 122-2 symmetrically provided in the longitudinal direction in the shape of a rod on the upper surface of the heat transfer plate 121; And a plurality of heat transfer fins 123 provided between the heat transfer bars 122-1 and 122-2.

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치에서 상기 제 2 방열부(130)는 상기 제 1 방열부(120)의 상면에 접하는 제 1 케이스; 상기 제 1 케이스의 테두리에 접합되고 상기 제 1 케이스에 압착 접합된 다수의 홈(131)을 구비한 제 2 케이스; 및 상기 제 1 케이스와 제 2 케이스 사이의 공간에 담긴 냉매 유체(A);를 포함할 수 있다.In the LED lighting device according to the embodiment of the present invention, the second heat dissipation part 130 includes a first case in contact with the upper surface of the first heat dissipation part 120; A second case bonded to an edge of the first case and having a plurality of grooves 131 bonded to the first case by pressure; And a refrigerant fluid (A) contained in a space between the first case and the second case.

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치에서 상기 제 3 방열부(140)는 3차원으로 서로 관통 연결된 다수의 공극으로 이루어진 통기성 다공 구조체를 포함할 수 있다.In the LED lighting device according to the embodiment of the present invention, the third heat dissipation unit 140 may include a breathable porous structure made of a plurality of voids connected through each other in three dimensions.

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치에서 상기 공극은 수십 마이크로 크기부터 수 밀리미터 크기의 직경으로 형성되고, 다른 공극과 다수의 연결통로를 형성하여 3차원으로 서로 연결된 오픈(open) 구조로 형성될 수 있다.In the LED lighting device according to the embodiment of the present invention, the pores are formed in a diameter of several tens of microns to several millimeters, and formed in an open structure connected to each other in three dimensions by forming a plurality of connection passages with other pores. I can.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims are conventional and should not be interpreted in a dictionary meaning, and the concept of terms is appropriately defined in order for the inventor to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치는 제 1 방열부, 제 2 방열부 및 제 3 방열부를 이용한 수냉식 및 공냉식의 열전달, 열축적 및 방열 작용에 의해 방열 효율을 증가시키고, 종래의 무거운 히트싱크 대신에 경량화를 도모할 수 있는 효과가 있다.The LED lighting device according to an embodiment of the present invention increases heat dissipation efficiency by means of water-cooled and air-cooled heat transfer, heat accumulation and heat dissipation action using a first radiating part, a second radiating part, and a third radiating part, and a conventional heavy heat sink. Instead, there is an effect that can achieve weight reduction.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치를 구성하는 제 2 방열부를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치를 구성하는 제 3 방열부를 나타낸 사진이다.
1 is an exploded perspective view of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing a second heat dissipation unit constituting an LED lighting device according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph showing a third heat dissipation unit constituting the LED lighting device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing in the present specification, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, only the same elements are to have the same number as possible. In addition, terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치를 구성하는 제 2 방열부를 나타낸 사진이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치를 구성하는 제 3 방열부를 나타낸 사진이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is an exploded perspective view of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a configuration of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention It is a photograph showing a second heat dissipation unit, and Figure 4 is a photograph showing a third heat dissipation unit constituting the LED lighting device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치는 렌즈부(101), 다수의 LED 칩(112)이 아래면에 실장된 PCB부(110), PCB부(110)의 상면에 맞닿는 제 1 방열부(120), 제 1 방열부(120)의 상면에 맞닿는 제 2 방열부(130), 제 2 방열부(130)의 상면에 맞닿는 제 3 방열부(140) 및 제 2 방열부(130)와 제 3 방열부(140)를 둘러싸고 렌즈부(101)와 결합하는 가이드 플레이트(150)를 포함한다.The LED lighting device according to the embodiment of the present invention includes a lens unit 101, a PCB unit 110 in which a plurality of LED chips 112 are mounted on a lower surface, and a first heat dissipation unit contacting the upper surface of the PCB unit 110 ( 120), the second heat dissipation part 130 in contact with the upper surface of the first heat dissipation part 120, the third heat dissipation part 140 and the second heat dissipation part 130 in contact with the upper surface of the second heat dissipation part 130 3 It includes a guide plate 150 surrounding the heat dissipation unit 140 and coupled to the lens unit 101.

렌즈부(101)는 다수의 렌즈 형상을 하면에 구비하여 광을 투과 및 산란시키고 외부요인에 대한 보호를 수행하는 판형 부재이다. 이러한 내구성과 투명성을 고려할 때, 렌즈부(101)는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리스틸렌(Polystyrene, PS), 이축연신폴리스틸렌(biaxially oriented PS, BOPS), 유리 또는 강화유리 등으로 형성할 수 있다. 특히, 렌즈부(101)는 투명성, 강도 및 휨성을 위해 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사용할 수 있고, 내열성 및 내화학성이 필요한 경우에는 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 사용할 수 있다. 물론 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The lens unit 101 is a plate-shaped member that has a plurality of lens shapes on its lower surface to transmit and scatter light and protect against external factors. In consideration of such durability and transparency, the lens unit 101 is, for example, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone. (PES), cyclic olefin polymer (COC), TAC (Triacetylcellulose), polyvinyl alcohol (PVA), polyimide (PI), polystyrene (PS), biaxially oriented PS, BOPS), glass or tempered glass. In particular, the lens unit 101 may be made of polyethylene terephthalate (PET) for transparency, strength and bendability, and when heat resistance and chemical resistance are required, polycarbonate may be used. Of course, it is not necessarily limited thereto.

PCB부(110)는 아래면에 렌즈부(101)의 렌즈에 대응하는 다수의 LED(112)를 구비하고 렌즈부(101)에 맞물려 장착되며 내부에 회로를 구비한다.The PCB unit 110 includes a plurality of LEDs 112 corresponding to the lens of the lens unit 101 on the lower surface, and is mounted in engagement with the lens unit 101 and has a circuit therein.

제 1 방열부(120)는 PCB부(110)의 상면에 맞닿는 열전달판(121), 열전달판(121)의 상면에서 막대형상을 하고 길이방향으로 대칭 구비된 열전달바(122-1,122-2) 및 열전달바(122-1,122-2) 사이에 구비된 다수의 열전달핀(123)을 포함한다. 여기서, 열전달바(122-1,122-2)는 PCB부(110)의 열원에 대응하는 면적을 갖고 서로 대칭 구비된 일측의 제 1 열전달바(122-1)와 타측의 제 2 열전달바(122-2)를 포함하고, 제 1 열전달바(122-1)와 제 2 열전달바(122-2)는 열을 축적하면서 제 2 방열부(130)로 열을 최대로 전달될 수 있는 합금 또는 금속 재질로 형성된다.The first heat dissipation unit 120 is a heat transfer plate 121 in contact with the upper surface of the PCB unit 110, and heat transfer bars 122-1 and 122-2 having a rod shape on the upper surface of the heat transfer plate 121 and symmetrically provided in the longitudinal direction. And a plurality of heat transfer fins 123 provided between the heat transfer bars 122-1 and 122-2. Here, the heat transfer bars 122-1 and 122-2 have a first heat transfer bar 122-1 on one side and a second heat transfer bar 122-on the other side, which have an area corresponding to the heat source of the PCB unit 110 and are symmetrically provided. 2), and the first heat transfer bar 122-1 and the second heat transfer bar 122-2 are an alloy or metal material capable of maximally transferring heat to the second heat dissipation unit 130 while accumulating heat. Is formed by

이러한 제 1 방열부(120)는 PCB부(110)에서 발생한 열을 열전달바(122-1,122-2)에서 축적하면서 제 2 방열부(130)로 전달하거나, 또는 다수의 열전달핀(123)을 통해 열을 방출할 수 있다.The first heat dissipation part 120 transfers the heat generated from the PCB part 110 to the second heat dissipation part 130 while accumulating in the heat transfer bars 122-1 and 122-2 or a plurality of heat transfer fins 123. Heat can be released through.

제 2 방열부(130)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 아래에 평판형의 제 1 케이스, 위에서 제 1 케이스의 테두리에 접합되고 제 1 케이스에 압착 접합된 다수의 홈(131)을 구비한 제 2 케이스 및 제 1 케이스와 제 2 케이스 사이의 공간에 담긴 냉매 유체(A)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the second heat dissipation unit 130 includes a first case of a flat plate shape below and a plurality of grooves 131 bonded to the rim of the first case from above and press-bonded to the first case. And a refrigerant fluid (A) contained in a space between the provided second case and the first case and the second case.

구체적으로, 제 1 케이스와 제 2 케이스는 금속 재질로 형성되고 테두리를 따라 접합되며 홈(131) 부분에서 제 1 케이스와 제 2 케이스가 접합하며 홈(131) 부분을 둘러싸는 내부 공간을 형성한다. 이때, 다수의 홈(131)은 예컨대 기계 가공, 주조, 프레스 몰딩 또는 그 이외의 공정으로 형성될 수 있고, 특히 제 2 케이스가 금속으로 제조되는 경우에 프레스 가공으로 동시에 형성될 수 있다. 이러한 다수의 홈(131)은 원형 형상의 단면으로 도시하지만, 이에 한정되지 않고 다각형 등의 다양한 형상의 단면으로 형성될 수 있다.Specifically, the first case and the second case are formed of a metal material and are joined along the rim, and the first case and the second case are joined at the groove 131 to form an inner space surrounding the groove 131. . At this time, the plurality of grooves 131 may be formed by, for example, machining, casting, press molding, or other processes, and may be simultaneously formed by press working, especially when the second case is made of metal. The plurality of grooves 131 are illustrated in a circular cross-section, but are not limited thereto and may be formed in a cross-section of various shapes such as polygons.

냉매 유체(A)는 예컨대 물(H2O)을 주성분으로 냉각제를 혼합한 용액으로서, 예를 들어 (ⅰ) 물(H2O)을 60 ~ 80 중량%로 LiBr 또는 LiSCN 을 혼합한 용액, (ⅱ) 물(H2O)을 60 ~ 80 중량%로 3불소에탄올(CF3CH2OH) 등과 같은 불화알코올을 혼합한 용액 및 (ⅲ) 물(H2O)을 60 ~ 80 중량%로 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜 등과 같은 알킬렌글리콜을 혼합한 용액 중 어느 하나를 이용할 수도 있다. 여기서, 혼합되는 냉각제에 의해 제 1 케이스와 제 2 케이스가 부식되는 것을 방지하기 위해, 냉매 유체(A)는 부식 방지제를 추가 혼합할 수도 있다.The refrigerant fluid (A) is, for example, a solution in which a coolant is mixed with water (H 2 O) as a main component, for example, (i) a solution in which LiBr or LiSCN is mixed in 60 to 80 wt% of water (H 2 O), (ⅱ) of water (H 2 O) of 60 to 80% by weight 3 fluorine ethanol (CF 3 CH 2 OH) a solution, and (ⅲ) of water (H 2 O) mixture of fluoride alcohol, such as 60 to 80% by weight As a result, any one of a mixture of alkylene glycol such as ethylene glycol or propylene glycol may be used. Here, in order to prevent the first case and the second case from being corroded by the mixed coolant, the refrigerant fluid A may further mix a corrosion inhibitor.

이러한 냉매 유체(A)는 비열(specific heat)이 낮은 액체 상태로 제 1 케이스와 제 2 케이스 사이의 내부 공간에 5 ~ 50%의 체적 비율로 구비되고, 제 1 케이스를 통해 전달된 열에 의해 상(phase)이 변화되어 충분한 엔트로피 에너지까지 열을 흡수하고 증발된다. 이때, 증발에 의한 냉매 기체는 제 1 케이스와 제 2 케이스 사이의 내부 공간을 통해 퍼지며, 제 2 케이스를 통해 외부로 열을 방출한 후 다시 액상으로 복귀한다. 이러한 흡열 및 기화 작용은 각각의 홈(131) 부분을 중심으로한 유로와 대류를 형성하며 냉각시킬 수 있다. 여기서, 냉매 유체(A)의 체적 비율이 5 ~ 50%의 범위를 벗어나면 흡열이 저하되거나 기화가 원활하지 않아 냉각 효율이 떨어지는 문제가 있다.This refrigerant fluid (A) is a liquid with low specific heat and is provided in a volume ratio of 5 to 50% in the inner space between the first case and the second case, and is phased by heat transferred through the first case. The (phase) changes to absorb heat and evaporate to sufficient entropy energy. At this time, the refrigerant gas due to evaporation spreads through the inner space between the first case and the second case, dissipates heat to the outside through the second case, and then returns to the liquid phase again. Such an endothermic and vaporizing action may be cooled by forming a flow path and convection centered on each of the grooves 131. Here, when the volume ratio of the refrigerant fluid A is out of the range of 5 to 50%, there is a problem in that the heat absorption is lowered or the vaporization is not smooth, so that the cooling efficiency is lowered.

이러한 냉매 유체(A)를 담은 제 2 방열부(130)는 내부에 모세관 대류현상(capillary convection)에 의한 유로를 형성하기 위해 미세 섬유다발(도시하지 않음)을 추가 구비할 수 있다. 이때, 미세 섬유다발은 고온에서 형태를 유지하는 튜브형으로 구비되도록 예를 들어 탄소나노튜브로 형성되어, 각각의 홈(131)을 둘러싸는 형태로 구비될 수 있다.The second heat dissipation unit 130 containing the refrigerant fluid A may additionally include a microfiber bundle (not shown) to form a flow path due to capillary convection therein. In this case, the microfiber bundle may be formed of, for example, a carbon nanotube so as to be provided in a tube shape that maintains its shape at high temperatures, and may be provided in a shape surrounding each groove 131.

제 3 방열부(140)는 통기성 다공 구조체로 이루어진 부재로서, 3차원으로 서로 관통 연결된 다수의 공극으로 이루어진 통기성 다공 구조체로 구성되어 공극률(porosity)이 90% 이상을 갖는 단면적을 극대화한 형태이다. 이때, 제 3 방열부(140)는 도 1에서 평판형으로 도시되지만, 이에 한정되지 않고 LED 장치의 형태에 따라 굴곡을 갖는 다양한 형태로 구비될 수 있다.The third heat dissipation unit 140 is a member made of a breathable porous structure, and is a form in which a cross-sectional area having a porosity of 90% or more is maximized by being constituted of a breathable porous structure consisting of a plurality of pores connected through each other in three dimensions. In this case, the third heat dissipation unit 140 is shown in a flat plate shape in FIG. 1, but is not limited thereto and may be provided in various shapes having a bend according to the shape of the LED device.

구체적으로, 제 3 방열부(140)는 예를 들어 카본(carbon), 탄소나노튜브, 실리콘 등의 비금속 재질, 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄 등의 금속 재질, 산화마그네슘, 알루미나, 이산화티타늄(TiO2)의 금속 산화물 및 금속 질화물 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 여기서, 공극은 수십 마이크로 크기부터 수 밀리미터 크기의 직경으로 형성될 수 있고, 다른 공극과 다수의 연결통로를 형성하여 3차원으로 서로 연결된 오픈(open) 구조로 형성된다.Specifically, the third heat dissipation unit 140 is, for example, a non-metal material such as carbon, carbon nanotubes, silicon, a metal material such as nickel (Ni), copper (Cu), aluminum, magnesium oxide, alumina, It may be formed of any one of a metal oxide and a metal nitride of titanium dioxide (TiO 2 ). Here, the pores may be formed in a diameter of several tens of microns to several millimeters, and are formed in an open structure connected to each other in three dimensions by forming a plurality of connection passages with other pores.

이러한 제 3 방열부(140)는 공극이 3차원으로 서로 연결된 통기성 다공 구조체로 구현되어 제 2 방열부(130)에 방열 도료를 이용하여 경화 접합될 수 있다. 이렇게 구현된 제 3 방열부(140)는 3차원으로 서로 연결된 통기성 다공 구조에 의해, 공냉식으로 자연대류 및 공극률 극대화에 의해 단위 체적당 열 방출량을 증가시켜 방열 효율을 향상시킬 수 있다.The third heat dissipation unit 140 is implemented as a porous porous structure in which air gaps are connected to each other in three dimensions, and may be hard bonded to the second heat dissipation unit 130 using a heat dissipation paint. The third heat dissipation unit 140 implemented in this way may improve heat dissipation efficiency by increasing the amount of heat dissipated per unit volume by air-cooling natural convection and maximizing porosity by air-cooling through a porous porous structure connected to each other in three dimensions.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치는 제 1 방열부(120), 제 2 방열부(130) 및 제 3 방열부(140)를 이용한 수냉식 및 공냉식의 열전달, 열축적 및 방열 작용에 의해 방열 효율을 증가시키고, 종래의 무거운 히트싱크 대신에 경량화를 도모할 수 있다.The LED lighting device according to the embodiment of the present invention configured as described above has a water-cooled and air-cooled heat transfer, heat accumulation and heat dissipation action using the first radiating part 120, the second radiating part 130, and the third radiating part 140. As a result, heat dissipation efficiency can be increased, and weight reduction can be achieved instead of the conventional heavy heat sink.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of explanation and not limitation.

또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.In addition, those skilled in the art of the present invention will understand that various implementations are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

101: 렌즈부 110: PCB
112: LED 칩 118: 실링부
120: 제 1 방열부 121: 열전달판
122-1,122-2: 열전달바 123: 열전달핀
130: 제 2 방열부 131: 홈
140: 제 3 방열부 150: 가이드 플레이트
A: 냉매 유체
101: lens unit 110: PCB
112: LED chip 118: sealing unit
120: first radiator 121: heat transfer plate
122-1,122-2: heat transfer bar 123: heat transfer pin
130: second radiating part 131: groove
140: third radiating part 150: guide plate
A: refrigerant fluid

Claims (5)

다수의 렌즈 형상을 하면에 구비한 렌즈부(101);
상기 다수의 렌즈 형상에 각각 대응하는 LED 칩(112)을 아래면에 실장한 PCB부(110);
상기 PCB부(110)의 상면에 구비된 제 1 방열부(120);
상기 제 1 방열부(120)의 상면에 구비된 제 2 방열부(130);
상기 제 2 방열부(130)의 상면에 구비된 제 3 방열부(140); 및
상기 제 2 방열부(130)와 제 3 방열부(140)를 둘러싸고 상기 렌즈부(101)의 테두리에 결합하는 가이드 플레이트(150);
를 포함하고,
상기 제 3 방열부(140)는 금속 재질, 금속 산화물 및 금속 질화물 중 어느 하나를 이용하여 3차원으로 서로 관통 연결된 다수의 공극으로 이루어진 통기성 다공 구조체로 이루어진 평판형 부재이며,
상기 공극은 수십 마이크로 크기부터 수 밀리미터 크기의 직경으로 형성되고, 다른 공극과 다수의 연결통로를 형성하여 3차원으로 서로 연결된 오픈(open) 구조로 통기성을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
A lens unit 101 having a plurality of lens shapes on its lower surface;
A PCB unit 110 mounted on a lower surface of the LED chips 112 corresponding to each of the plurality of lens shapes;
A first heat dissipation unit 120 provided on the upper surface of the PCB unit 110;
A second radiating part 130 provided on the upper surface of the first radiating part 120;
A third radiating part 140 provided on the upper surface of the second radiating part 130; And
A guide plate 150 surrounding the second heat dissipation part 130 and the third heat dissipation part 140 and coupled to the edge of the lens part 101;
Including,
The third heat dissipation part 140 is a flat plate-shaped member made of a porous porous structure comprising a plurality of voids connected through each other in three dimensions using any one of a metal material, a metal oxide, and a metal nitride,
The pores are formed in a diameter of several tens of microns to several millimeters, and form a plurality of connection passages with other pores to form an open structure connected to each other in a three-dimensional LED lighting apparatus, characterized in that it has breathability.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 방열부(120)는
상기 PCB부(110)의 상면에 맞닿는 열전달판(121);
상기 열전달판(121)의 상면에서 막대형상으로 길이방향으로 대칭 구비된 열전달바(122-1,122-2); 및
상기 열전달바(122-1,122-2) 사이에 구비된 다수의 열전달핀(123);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
The method of claim 1,
The first radiating part 120 is
A heat transfer plate 121 in contact with the upper surface of the PCB unit 110;
Heat transfer bars 122-1 and 122-2 symmetrically provided in the longitudinal direction in the shape of a rod on the upper surface of the heat transfer plate 121; And
A plurality of heat transfer fins 123 provided between the heat transfer bars 122-1 and 122-2;
LED lighting device comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 방열부(130)는
상기 제 1 방열부(120)의 상면에 접하는 제 1 케이스;
상기 제 1 케이스의 테두리에 접합되고 상기 제 1 케이스에 압착 접합된 다수의 홈(131)을 구비한 제 2 케이스; 및
상기 제 1 케이스와 제 2 케이스 사이의 공간에 담긴 냉매 유체(A);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
The method of claim 1,
The second radiating part 130 is
A first case in contact with the upper surface of the first radiating part 120;
A second case bonded to an edge of the first case and having a plurality of grooves 131 bonded to the first case by pressure; And
A refrigerant fluid (A) contained in the space between the first case and the second case;
LED lighting device comprising a.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102410553B1 (en) * 2021-11-11 2022-06-22 주식회사 한국신호 Right turn car only indicator
KR102447742B1 (en) * 2022-03-03 2022-09-27 주식회사 한국신호 Dedicated indicator for right-turning vehicles with a detection camera sensor installed

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3139454B2 (en) * 1998-05-07 2001-02-26 日本電気株式会社 Photodetector with built-in circuit
KR101679832B1 (en) * 2016-03-22 2016-11-25 주식회사 서광이에스 Heat radiating type led streetlights

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020109970A1 (en) 2000-12-18 2002-08-15 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Heat sink for cooling electronic chip
JP3139454U (en) * 2007-10-24 2008-02-21 秦 文隆 Heat dissipation module
KR101026766B1 (en) * 2008-06-25 2011-04-11 (주) 아모엘이디 LED Lighting Apparatus And Method for Manufacturing The Same
KR20100055309A (en) * 2008-11-17 2010-05-26 안수호 Led fish-luring lamp with enforced cooling system
KR101270578B1 (en) * 2011-05-13 2013-06-03 전자부품연구원 LED Lighting Apparatus And Cooling Apparatus Thereof
KR101712120B1 (en) * 2015-06-19 2017-03-03 빛기술 주식회사 Led lighting device having heat radiation structures

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3139454B2 (en) * 1998-05-07 2001-02-26 日本電気株式会社 Photodetector with built-in circuit
KR101679832B1 (en) * 2016-03-22 2016-11-25 주식회사 서광이에스 Heat radiating type led streetlights

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