KR102600524B1 - 조명 장치의 방열 모듈 - Google Patents

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KR102600524B1 KR1020230091139A KR20230091139A KR102600524B1 KR 102600524 B1 KR102600524 B1 KR 102600524B1 KR 1020230091139 A KR1020230091139 A KR 1020230091139A KR 20230091139 A KR20230091139 A KR 20230091139A KR 102600524 B1 KR102600524 B1 KR 102600524B1
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이세용
이종민
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주식회사 말타니
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Abstract

본 발명(disclosure)의 기술적 사상은 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열 전도 및 열 대류를 이용하여 조명 장치의 사용시 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있을 뿐 아니라 방열 모듈의 무게를 줄임으로써 조명 장치의 경량화가 가능한 조명 장치의 방열 모듈에 관한 것이다.

Description

조명 장치의 방열 모듈{HEAT TRANSFER MODULE FOR LIGHTING MDEVICE}
본 발명(disclosure)의 기술적 사상은 조명 장치의 방열 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열 전도 및 열 대류를 이용하여 조명 장치의 사용시 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있을 뿐 아니라 방열 모듈의 무게를 줄임으로써 조명 장치의 경량화가 가능한 조명 장치의 방열 모듈에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예들에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
내부에 배치된 광원에 전원을 인가하여 빛을 외부로 조사하는 등기구의 일종으로 투광등이 사용된다. 이러한 투광등은 공장, 실내체육관, 경기장 이외에도 어선, 낚시배 또는 대형 유조선이나 선박 등 고휘도의 등기구가 필요한 곳에 다양한 용도로 사용된다.
이와 같은 투광등의 경우 좁은 면적에서 높은 휘도의 빛을 조사하기 위해서 고출력 및 다수의 광원이 사용되고, 이때 투광등의 동작 중 발생하는 열을 외부로 방출하기 위한 방열 모듈이 필수적으로 구비된다.
일반적인 방열 모듈은 광원이 실장되는 조명 모듈의 뒷면에 다수개의 방열핀이 배치되어 광원에서 생성된 열을 전도 받고, 전도된 열은 외기와 접촉된 방열핀에 의하여 외부로 방출되는 구조로 형성되었다.
그러나 이와 같은 방열핀을 활용한 방열 모듈은 발열량이 많은 투광등의 방열을 해결하기에는 충분하지 못하였으며, 투광등의 방열이 충분히 이루어지지 않는 경우 발열에 의하여 광원의 효율이 저하될 뿐 아니라, 계속적인 사용시 발열량이 점차 증가하여 투광등의 사용 수명을 저하시키는 문제가 있었다.
이에 따라 방열 효율을 증대시킬 수 있는 방열 모듈의 개발이 필요한 실정이다.
한국공개특허공보 제10-2011-0084776호 (2011. 07. 26)
본 발명의 기술적 사상은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 열 전도 및 열 대류를 이용하여 조명 장치의 사용시 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있을 뿐 아니라 방열 모듈의 무게를 줄임으로써 조명 장치의 경량화가 가능한 조명 장치의 방열 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 빛을 조사하는 광원; 및 일측에 상기 광원이 구비되는 본체 플레이트를 포함하는 조명 장치의 열을 방열시키기 위한 방열 모듈로서, 상기 본체 플레이트의 타측에 구비되는 방열 플레이트; 상기 방열 플레이트의 일면에 돌출 형성되어, 상기 방열 플레이트의 일면에 돌출 형성되어, 상기 방열 플레이트로부터 전도되는 열을 방출시키기 위해 서로 이격배치되는 복수의 방열핀; 상기 방열핀과 접촉하며, 상기 방열핀으로부터 전달되는 열을 대류시키는 방열 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조명 장치의 방열 모듈을 개시한다.
이때, 방열 가이드는, 복수의 상기 방열핀에 의해 형성되는 방열 공간과 연통되는 중공의 내부 공간이 형성되는 방열 하우징; 및 상기 방열핀과 접촉하도록 상기 방열 하우징의 단부로부터 절곡되어 형성되는 방열 리브;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 방열핀의 높이와 상기 방열 하우징의 높이의 비는 1:1.0 ~ 1:1.3일 수 있다.
또한, 상기 방열 하우징은 평면이 정사각형으로 형성되고, 상기 방열 하우징의 폭의 길이(L1)에 대한 상기 방열 하우징의 양변으로부터 내측 절곡되는 한 쌍의 방열 리브의 폭의 길이(L2)를 합한 길이의 비율은 11% ~ 29%일 수 있다.
또한, 상기 방열 가이드는 열전도도가 50[W/mK] 이상인 재료로 형성될 수 있다.
또한, 복수의 상기 방열핀은 상기 방열 플레이트의 면적 중심으로부터 방사상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 방열 플레이트는 원형 또는 사각형 형상일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 의하면, 열 전도 및 열 대류를 이용하여 조명 장치의 사용시 발생하는 열을 효과적으로 방출하여 방열 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 방열 효율을 향상시키면서 방열 모듈의 무게를 줄임으로써 조명 장치의 경량화가 가능할 뿐 아니라 조명 장치의 제품 원가를 감소시켜 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들이 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈의 사시도이고, 도 2는 조명 장치의 방열 모듈의 저면 사시도이며, 도 3은 조명 장치의 방열 모듈의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈 방열 효과를 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈의 변형예를 설명하기 위한 참고도이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 발명에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
그리고, 본 발명에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈(100)의 사시도이고, 도 2는 조명 장치의 방열 모듈(100)의 저면 사시도이며, 도 3은 조명 장치의 방열 모듈(100)의 측면도로서, 도 1 내지 도 3을 참고하면 본 발명은, 조명 장치의 열을 방열시키기 위한 방열 모듈(100)로서, 방열 플레이트(110), 방열핀(130), 방열 가이드(150)를 포함할 수 있다.
조명 장치는 빛을 외부로 조사한다.
구체적으로, 조명 장치는 내부의 부품을 보호하기 위한 케이스(미도시), 케이스의 일면을 커버하는 본체 플레이트(20) 및 본체 플레이트(20)의 일측에 구비되는 광원(10)을 포함할 수 있다.
이때, 본체 플레이트(20)는 PCB등 회로 기판일 수 있으며, 광원(10)은 저전력 고휘도의 특성을 가지며 빛의 직진성이 높은 LED일 수 있다. 이때, 광원(10)은 복수가 본체 플레이트(20)의 일측에 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
이때, 본 실시예의 조명 장치는 투광등 일 수 있다. 투광등은 공장, 실내체육관, 경기장 이외에도 어선, 낚시배 또는 대형 유조선이나 선박 등 고휘도의 조명 장치가 필요한 곳에 다양한 용도로 사용되며, 고휘도의 빛을 조사하기 위해 고출력 및 복수의 광원(10)이 좁은 간격으로 배치되어 사용됨으로써 투광등의 동작 과정에서 많은 열이 발생할 수 있다.
조명 장치의 동작 과정에서 발생하는 열을 충분히 방열시키지 못하는 경우 발열에 의해 광원(10)의 효율이 저하될 뿐 아니라 계속적 사용시 발열량이 점차 증가하여 조명 장치의 사용 수명을 저하시킬 수 있으므로, 방열 모듈(100)의 구성이 필수적이다.
이하에서는, 조명 장치에 사용되어 조명 장치에서 발생하는 열을 효과적으로 방열시키기 위한 방열 모듈(100)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈(100)은, 방열 플레이트(110), 방열핀(130), 방열 가이드(150)를 포함할 수 있다.
방열 플레이트(110)는 본체 플레이트(20)의 타측에 배치된다. 방열 플레이트(110)는 일정한 두께를 가지는 판상으로, 본체 플레이트(20)의 형상에 대응되도록 형성되며, 본체 플레이트(20)의 광원(10)이 배치되는 면의 반대면에 배치된다. 이때, 본체 플레이트(20)의 형상에 대응되도록 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 본체 플레이트(20)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
방열 플레이트(110)는 열 전도성이 큰 재질로 형성되어, 복수의 광원(10)에 위해 발생하는 열을 전도 방식에 의해 후술할 방열핀(130)으로 전달한다.
방열핀(130)은 방열 플레이트(110)의 일면에 돌출 형성되어, 방열 플레이트(110)로부터 전도되는 열을 외부로 방출시킨다.
구체적으로, 방열핀(130)은 방열 플레이트(110)의 일면에 일정한 폭을 가지고 수직으로 돌출 형성되며, 외기와의 접촉 면적을 늘리기 위해 복수가 서로 이격되어 형성될 수 있다.
이때, 복수의 방열핀(130)은 방열 플레이트(110)의 면적 중심으로부터 방사상으로 서로 이격되어 형성될 수 있다.
이때, 서로 이격 배치되는 복수의 방열핀(130)에 의해 방열핀(130) 사이의 이격 공간이 형성되며, 이러한 이격 공간은 방열 공간(135)이 되어 방열 플레이트(110)로부터 방열핀(130)으로 전도된 열이 방열 공간(135)으로 방출된다.
이와 같이 방열 플레이트(110)와 방열핀(130)은 전도 현상을 통해 광원(10)으로부터 발생한 열을 1차적으로 방출시킨다.
방열 가이드(150)는 방열핀(130)과 접촉하며, 방열핀(130)으로부터 전달되는 열을 대류시켜 열을 외기로 전달한다.
여기서, 방열 가이드(150)는 열전도도가 높은 재료로 형성될 수 있다. 방열 가이드(150)가 대류시켜 외기로 전달하는 열은 방열핀(130)으로부터 전도된 것이므로, 열전도도가 낮은 물질로 형성될 경우 그 역할이 제대로 수행될 수 없기 때문이다. 예를 들어, 방열 가이드(150)는 열전도도가 50[W/mK] 이상인 재료로 형성될 수 있다. 기준온도(20°C)에서의 열전도도는, 철의 경우 67[W/mK]이고, 실리콘의 경우 150[W/mK]이고, 알루미늄의 경우 204[W/mK]이며, 구리의 경우 372[W/mK]이다. 따라서, 방열 가이드(150)는 철, 실리콘, 알루미늄, 구리 등 열전도도가 미리 설정된 값 이상인 재료로 형성될 수 있을 것이다. 한편, 열전도율은 열전도도가 동일한 재질 조건이더라도 형성 구조나 모양에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 방열 가이드(150)의 재질에 미리 설정된 열전도도(상기 예시에서는 50[W/mK])는 이를 고려하여 설정될 수 있을 것이다.
또한, 방열 가이드(150)는 방열 하우징(151) 및 방열 리브(155)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 방열 하우징(151)은 중공의 내부 공간(153)이 형성되도록 일정한 높이로 형성되는 외벽을 가지며, 내부 공간(153)은 복수의 방열핀(130)에 의해 형성되는 방열 공간(135)과 연통되도록 배치될 수 있다.
이와 같이 방열 공간(135)과 연통되는 내부 공간(153)에 의해 대류 현상이 활발하게 일어나게 되고 방열핀(130)에서 외기로 방출되는 열이 더욱 빠르게 순환되어 조명 장치 외부로 방출됨으로써 방열 모듈(100)에 의한 방열 효과를 향상시킬 수 있다. 이에 관해서는 도 4를 참고하여 후술하기로 한다.
한편, 방열 리브(155)는 방열핀(130)과 접촉하도록 방열 하우징(151)의 단부로부터 절곡되어 형성된다. 구체적으로, 방열 리브(155)는 방열 하우징(151)의 단부에서 내측으로 일정 길이로 절곡되어 형성되고, 방열 리브(155)가 방열핀(130)과 접촉하며 결합되도록 방열 리브(155)는 방열핀(130)에 고정된다.
이때, 복수의 방열핀(130) 중 일부에는 방열 리브(155)가 고정되기 위한 플래지가 형성될 수 있다. 플랜지(131)는 방열 플레이트(110)의 외측과 인접하는 방열핀(130)의 단부에 방열핀(130)의 폭보다 넓게 돌출 형성되며, 방열 리브(155)를 관통하는 결합 나사(133)가 방열핀(130)의 플랜지(131)에 삽입되어 나사 결합됨으로써, 방열 리브(155)가 방열핀(130)에 접촉하며 고정되는 것이다. 또한, 플랜지(131)의 폭이 방열핀(130)의 폭보다 넓고 플랜지(131)에는 방열 리브(155) 고정을 위한 결합 나사(133)가 삽입되어, 플랜지(131)와 방열 리브(155)가 접촉하는 부위에서의 방열핀(130)으로부터 방열 가이드(150)의 열의 전도가 방열 리브(155)의 다른 부분에 비해 활발하게 일어나게 된다.
이상에서는 방열 리브(155) 고정을 위해 결합 나사(133)가 사용된 경우가 예시되었으나, 결합 나사(133) 없이도 방열 가이드(150)가 고정될 수도 있다. 예를 들어, 방열 가이드(150)와 방열핀(130)은 일체로 형성될 수 있다. 다른 예를 들어, 방열 가이드(150)와 방열핀(130)은 용접 결합될 수도 있다. 또 다른 예를 들어, 방열 가이드(150)는 방열핀(130) 위에 탈착 가능한 상태로 단순히 놓여있을 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈(100) 방열 효과를 설명하기 위한 참고도로서, 도 4의 (a)는 비교예 1로서 방열핀(130)의 높이가 45mm이고, 방열 가이드(150)가 없는 상태에서 조명 장치의 열해석을 수행한 결과이고, 도 4의 (b)는 비교예 2로서 방열핀(130)의 높이가 88mm이고, 방열 가이드(150)가 없는 상태에서 조명 장치의 열해석을 수행한 결과이며, 도 4의 (c)는 실시예로서 방열핀(130)의 높이가 45mm이고, 방열 가이드(150)의 높이가 50mm 일때 조명 장치의 열해석을 수행한 결과이다.
도 4를 참고하여 비교예 1, 2 및 본 발명에 따른 실시예를 비교하면, 실시예의 경우 방열 가이드(150)의 내부 공간(153) 양 측에서 공기의 맴돌이 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 이러한 맴돌이 현상에 의해 방열 가이드(150)의 내부 공간(153)의 대류 현상이 더욱 활발하게 이루어져 방열 효과가 더 큰 것을 확인할 수 있다.
아래 표 1은 방열핀(130)의 높이를 45mm로 고정하고 방열 가이드(150)의 높이를 0~90mm까지 변경하면서 본체 플레이트(20)의 중앙에 위치하는 광원(10)의 온도를 측정한 표이며, 이때, 비교예로서 방열 가이드(150) 없이 방열핀(130)의 높이가 90mm 인 경우에 본체 플레이트(20)의 중앙에 위치하는 광원(10)의 온도를 측정하였다. 비교예로서 방열 가이드(150) 없이 방열핀(130)의 높이가 88mm 인 경우에 본체 플레이트(20)의 중앙에 위치하는 광원(10)의 온도는 80.6℃이다.
소비
전력 		방열
핀
높이 		방열 가이드 높이에 따른 온도 비 고
150
W		 45
mm		 0 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 단위
: mm
103 93.2 92.4 87.1 84.3 83.1 80.4 80.2 79.3 78.4 77.5 단위
: ℃
88
mm		 80.6 단위
: ℃
표 1을 참고하면, 방열핀(130)의 높이(h1)가 45mm일때, 방열 가이드(150)의 높이(h2)가 50mm 부터 60mm까지의 광원(10) 온도가 80.4℃에서 80.2℃로 측정됐으며, 이는 방열 가이드(150) 없이 방열핀(130)의 높이를 88mm인 경우의 광원(10) 온도인 80.4℃와 유사한 것으로 나타났다.
즉, 방열핀(130)의 높이(h1)와 방열 하우징(151)의 높이(h2)의 비가 1:1.0 ~ 1:1.3일 때 방열 가이드(150)의 방열 효과가 가장 효율적인 것으로 나타났다. 방열 하우징(151)의 높이가 더욱 높아질수록 방열 효과가 커지기는 하나 부피가 늘어나는 것에 비하여 그 효과가 크지 않기 때문이다. 일반적으로 방열핀(130)을 제조하는 공정은 복수의 방열핀(130)을 방열 플레이트(110)에 고정해야하므로 복잡하고 공정 시간이 오래 걸린다. 또한, 동일 유사한 크기의 방열 모듈(100)을 방열핀(130)만으로만 제조하는 경우 방열 하우징(151)과 함께 제조하는 경우에 비해 방열핀(130) 자체의 무게가 있어 방열 모듈(100)이 무거울 뿐 아니라 제조 비용이 많이 소요되게 된다.
본 실시예에 따르면, 방열 모듈(100)을 제조함에 있어서 하부는 방열핀(130)으로 방열 구조를 형성하고 상부는 방열 가이드(150)를 이용하여 방열 구조를 형성함으로써, 종래 방열핀(130)으로만 제조된 방열 모듈(100)에 비해 유사한 방열 효과를 내면서 방열 모듈(100)의 경량화뿐 아니라 제조 비용을 감소시켜 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈(100)의 단면도로서, 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 방열 모듈(100)은, 방열 하우징(151)이 정사각형 평면으로 형성되고, 방열 하우징(151)의 폭의 길이(L1)에 대한 방열 하우징(151)의 양변으로부터 내측 절곡되는 한 쌍의 방열 리브(155)의 폭의 길이(L2)를 합한 길이의 비율은 11% ~ 29%로 형성될 수 있다.
아래 표 2는 방열 하우징(151)의 폭의 길이(L1)가 175mm일 때 방열 가이드(150)의 방열 리브(155)의 폭의 길이(L2)에 따른 본체 플레이트(20)의 중앙에 위치하는 광원(10)의 온도를 측정한 비교표이다.
소비
전력 		방열
핀
높이 		방열 가이드의 방열 리브 길이(L2)에 따른 온도 (가이드 높이 50mm 기준) 비 고
150
W		 45
mm		 1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 단위
: mm
102 82.6 81.5 80.6 80.0 80.5 80.4 81.0 82.5 83.3 84.8 86.7 단위
: ℃
표 2를 참고하면, 방열 하우징(151)의 폭의 길이(L1)가 175mm일 때 방열 리브(155)의 길이(L2)가 10mm일때부터 광원(10)의 온도가 크게 낮아지며 점차 낮아지다가 방열 리브(155)의 길이(L2)가 25mm를 넘어설 때부터 광원(10)의 온도가 다시 올라간다.
따라서, 방열 하우징(151)의 폭의 길이(L1)가 175mm일 때 방열 리브(155)의 폭의 길이(L2)를 합한 길이(L2+L2)가 20mm 부터 50mm까지 방열 효과가 크므로, 방열 하우징(151)의 폭의 길이(L1)에 대한 한 쌍의 방열 리브(155)의 폭의 길이(L2)를 합한 길이의 비율이 11% ~ 29%일 때 방열 가이드(150)에 의한 방열 효과가 뛰어난 것으로 나타났다.
도 6은 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈(100)의 변형예를 설명하기 위한 참고도로서, 도 6 (a)는 방열 플레이트(110)가 정사각형으로 형성되고 방열핀(130)이 방열 플레이트(110)의 면적 중심으로부터 방사상으로 형성되는 경우, 도 6 (b)는 방열 플레이트(110)가 원형으로 형성되고 방열핀(130)이 방열 플레이트(110)의 면적 중심으로부터 방사상으로 형성되는 경우, 도 6 (c)는 방열 플레이트(110)가 정사각형으로 형성되고 방열핀(130)이 방열 플레이트(110)에 직선 방향으로 일정 간격으로 이격되어 형성되는 경우를 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 방열 모듈(100)의 방열 플레이트(110)는 원형 또는 사각형일 수 있으며, 방열핀(130)은 방열 플레이트(110)의 면적 중심으로부터 방사상으로 형성되는 것 외에, 상기 방열 플레이트(110)에 직선 방향으로 서로 이격되어 형성될 수 있다.
아래 표 3은 동일 조건(방열핀(130)의 높이: 45mm, 방열 가이드(150)의 높이: 50mm, 방열 리브의 길이: 20mm)에서 도 6 (a)(실시예 1), 도 6 (b)(실시예 2), 도 6 (c)(실시예 3) 일 경우에 본체 플레이트(20)의 중앙에 위치하는 광원(10)의 온도를 측정한 비교표이다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3
온도(℃) 84.8 85.8 93.8
표 3에 따르면, 유사한 면적에서 방열 플레이트(110)가 사각형인 경우 방열핀(130)이 방열 플레이트(110)의 면적 중심으로부터 방사상으로 형성되는 경우에 방열 효과가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명에 따른 조명 장치의 방열 모듈에 대한 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였으며, 본 발명에 따르면, 방열핀이 전도 현상을 통해 광원으로부터 발생한 열을 1차적으로 방출시키고, 방열 가이드에 의한 대류 현상에 의해 2차적으로 열을 방출시킴과 동시에 방열 가이드가 대류 현상을 더욱 활발하게 일어나도록 하여 방열핀에서 외기로 방출되는 열이 더욱 빠르게 순환되도록 하고, 이에 따라 조명 장치 외부로 열이 방출되는 속도가 증가됨으로써 방열 효과가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 방열 모듈의 하부는 방열핀으로 방열 구조를 형성하고 상부는 방열 가이드를 이용하여 방열 구조를 형성함으로써, 유사한 방열 효과를 내면서 종래 방열핀으로만 제조된 방열 모듈에 비해 방열 모듈의 경량화뿐 아니라 제조 비용을 감소시켜 경제성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 광원
20: 본체 플레이트
100: 방열 모듈
110: 방열 플레이트
130: 방열핀
131: 플랜지
135: 방열 공간
150: 방열 가이드
151: 방열 하우징
153: 내부 공간
155: 방열 리브

Claims (7)

  1. 빛을 조사하는 광원 및 일측에 상기 광원이 구비되는 본체 플레이트를 포함하는 조명 장치의 열을 방열시키기 위한 방열 모듈로서,
    상기 본체 플레이트의 타측에 구비되는 방열 플레이트;
    하부가 상기 방열 플레이트의 일면에서 돌출 형성되어, 상기 방열 플레이트로부터 전도되는 열을 방출시키기 위해 서로 이격 배치되는 복수의 방열핀; 및
    상기 방열핀의 상부와 접촉하며, 상기 방열핀으로부터 전달되는 열을 대류시키는 방열 가이드;
    를 포함하되,
    상기 방열 가이드는,
    일단이 상기 방열핀의 상부와 접촉하고, 복수의 상기 방열핀에 의해 형성되는 방열 공간과 연통되는 중공의 내부 공간이 형성되는 방열 하우징; 및
    상기 방열핀과 접촉하는 일단으로부터 절곡되어 형성되는 방열 리브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조명 장치의 방열 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열핀의 높이(h1)와 상기 방열 하우징의 높이(h2)의 비는 1:1.0 ~ 1:1.3인 것을 특징으로 하는, 조명 장치의 방열 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방열 하우징은 평면이 정사각형으로 형성되고,
    상기 방열 하우징의 폭의 길이(L1)에 대한 상기 방열 하우징의 양변으로부터 내측 절곡되는 한 쌍의 방열 리브의 폭의 길이(L2)를 합한 길이의 비율은 11% ~ 29%인 것을 특징으로 하는, 조명 장치의 방열 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방열 가이드는 열전도도가 50[W/mK] 이상인 재료로 형성되는, 조명 장치의 방열 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 방열핀은 상기 방열 플레이트의 면적 중심으로부터 방사상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 조명 장치의 방열 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 방열 플레이트는 원형 또는 사각형 형상인 것을 특징으로 하는, 조명 장치의 방열 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110084776A (ko) 2010-01-18 2011-07-26 (주)넥손 방열구조가 개선된 엘이디 투광등
KR102094420B1 (ko) * 2019-10-16 2020-03-27 (주)에이비엠 자연대류를 활용한 방열모듈이 구비된 투광등
KR102545656B1 (ko) * 2023-04-03 2023-06-20 셀빛테크 주식회사 Led 엔진모듈용 방열모듈

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