KR20090046370A - 방열모듈과 방열모듈의 결합방법을 이용한 엘이디램프 - Google Patents

Abstract

엘이디 램프는 동작시에 발생하는 열로 인하여 램프의 온도가 상승하게 되고, 이로 인하여 램프의 효율이 저하되는 단점이 있다. 본 발명은 이러한 단점을 보완하기 위하여, 램프의 케이스 부분에 방열모듈을 결합하여 엘이디램프의 온도를 낮출 수 있는 다양한 방열모듈의 구조에 대한 발명과, 방열모듈을 다수개 연결하는 결합방법에 대한 발명과, 이를 이용한 엘이디램프에 대한 발명이다.

램프 케이스에서 많은 열을 발산하고자 할 때에는, 방열모듈의 개수를 많이 결합하면 온도를 낮출 수 있으므로, 램프의 용량이 변화할 때마다, 램프 용량에 따라서 새로운 방열판이나 램프케이스를 제작해야하는 불편함을 없애고, 열의 발산 문제를 해결할 수 있는 발명이다.

램프케이스에 다수개의 방열모듈을 연결할 때 고정핀과 걸쇠를 이용하여 착탈이 손쉽게 이루어질 수 있는 구조를 포함하는 발명이다.

엘이디 램프, 방열판, 히트싱크(Heatsink), 히트파이프(Heat pipe), 메탈피시비(Metal PCB),걸쇠, 고정핀

Description

방열모듈과 방열모듈의 결합방법을 이용한 엘이디램프 {LED Lamp Using Heatsink Module and Joint Method of Heatsink Module }

기존의 엘이디램프의 방열에 관한 발명은, 방열판에 팬을 부착하는 방법, 방열판의 접촉면을 넓게하는 방법, 방열판에 열전소자를 부착하여 냉각시키는 방법등을 이용하였으나. 효율과 비용면에서 많은 단점을 가지고 있었다.

본 발명은 열전도도가 뛰어난 히트파이프(Heat pipe)를 방열판에 결합시킨 방열모듈을 구성하는 방법과 각각의 방열모듈을 결합하는 고정핀과 걸쇠의 구조 및 결합방법을 포함하는 엘이디램프에 대한 발명이다.

본 발명에서는, 엘이디 램프의 동작시에 발생하는 열로 인하여 램프의 온도가 상승하게 되고, 이로 인하여 램프의 효율이 저하되는 단점이 있으며, 이러한 단점을 보완하고자 램프의 온도를 낮추기 위한 방법으로, 방열판과 히트파이프(Heat pipe)로 구성된 방열모듈을 이용하고, 이들 방열모듈을 다수개 결합하는 방법을 포함하는 엘이디 램프에 대한 발명이다.

기존의 방열에 관한 발명은, 방열판에 팬을 부착하는 방법, 방열판의 접촉면을 넓게하는 방법, 방열판에 열전소자를 부착하여 냉각시키는 방법등을 이용하였으나. 효율과 비용면에서 많은 단점을 가지고 있다.

본 발명의 방열모듈에서 사용하는 히트파이프는 열 전달 효율이 일반 동 제품에 비하여 수 백배 이상 빠르며, 최초 우주 , 항공용 부품으로 개발 되었으나 현재는 컴퓨터 등 전자제품의 냉각에서 냉난방 등 에너지 효율성 부품으로 많이 사용되고 있다.

무 전원의 히트파이프는 반 영구적으로 사용이 가능하며, Wick의 구조(Powder, Wire, Groove Type)와 제조기술 (내부의 진공도, 작동유체의 용량 등)에 따라 제품의 성능 편차가 매우 큰 특징을 가지고 있다.

1. 고출력의 LED 램프나 방전램프를 이용하는 경우에 있어서, 램프의 온도상승으로 인하여 램프의 효율을 떨어뜨리고 수명을 단축하는등의 단점을 없애기 위한 방열모듈을 적용한다.

2. 램프의 케이스에 다수개 방열모듈의 착탈이 가능하도록 한다.

3. 방열모듈의 개수를 가감하여 유지 온도를 조정할 수 있도록 한다.

4. 램프의 방수기능과 방열 모듈의 공냉방식의 효과를 높인다.

1. 고출력의 LED 램프나 방전램프를 이용하는 경우에 있어서, 램프의 온도상승으로 인하여 램프의 효율을 떨어뜨리고 수명을 단축하는등의 단점을 없애기 위하여 히트파이프(Heatpipe)가 연결된 다양한 형태의 방열모듈을 구현하고, 이들 방열모듈을 이용하여 램프의 온도를 일정수준으로 유지할 수 있도록 한다.

2. 램프의 케이스에 일정 간격으로 방열모듈 고정용 홀을 만들어 놓고, 방열모듈의 히트파이프(Heatpipe) 연결부분을 램프 케이스부나, 다른 타입의 방열모듈의 홀에 연결하고 고정핀으로 고정하며, 다수개의 방열모듈을 연결할 때에는 방열모듈 사이를 고정핀과 걸쇠를 이용하는 방법을 사용하여 방열모듈의 고정과 착탈이 가능하도록 한다.

3. 방열모듈을 램프케이스나 다른 방열모듈에 연결할때, 고정핀을 이용하는 방법과, 고정핀의 한쪽 끝을 나사모양으로 하고 다른쪽 끝에 미끌림 방지홈을 갖는 구조로 구성하며, 이러한 고정핀을 다양한 형태의 걸쇠로 연결하는 걸쇠 방법을 이용한다.

4. 램프의 동작온도에 따라서 램프 케이스에 방열모듈을 몇개 연결하는가를 결정하는 방식으로 유지 온도를 조정할 수 있도록 한다.

5. 램프 케이스의 뒷부분에 방열 모듈을 다수개의 층으로 구성하여, 고정핀과 걸쇠를 이용하여 연결하고 방열판은 케이스 외부에 노출이 가능한 형태로 구성하여 공냉방식의 효과를 높일 수 있도록 한다.

램프의 출력이나 모양에 따라서 결합하는 방열모듈의 갯수의 층을 조절하여 램프 케이스에서 발생하는 열을 외부로 발산 시킬 수 있으며, 방열모듈을 다수개 연결할 때에도 고정핀과 걸쇠를 이용하여 손쉽게 착탈이 가능한 방법이다. 즉, 많은 열을 발산하고자 할 때에는, 방열 모듈의 개수를 많이 결합하면 온도를 낮출 수 있으므로, 램프의 용량이 변화할 때마다, 램프 용량에 따라서 새로운 방열판을 제작해야하는 불편함을 없애고, 열의 발산 문제가 가능한 발명이다.

또한, 방열모듈을 램프케이스에 연결하는 방법을 간단하게 하기 위하여 고정핀과 걸쇠의 구성으로 구현이 가능한 발명이다.

[도 1], [도 2]는 방열모듈A와 방열모듈B의 전체 그림이며, 히트파이프(Heatpipe)(2)와 방열판(1)으로 구성된다.

(1)은 알루미늄이나 구리등의 열전도 정도가 높은 금속으로 만들어진 방열판이며, 그 구조는 한면을 평평하고 다른쪽면도 요철형태로 구성하고 가로와 세로로 홈을 만들어서 공기의 흐름을 방해하지 않도록 하였다.

(2)는 히트파이프(Heatpipe)를 나타내고 있는데, 방열판 사이에 연결되며, 한쪽은 방열판의 홀(Hole)에 연결되고 다른 한쪽은 방열판(1)의 내부를 관통하거나, 일부 면적에 연결되며 한쪽 접합면에서 발생한 열을 다른쪽 접합면에 연결된 방열판에 전달하는 역할을 담당한다.

(4)는 방열모듈에 추가로 다른 방열모듈이 연결될때, 방열모듈을 다른 방열모듈의 고정용 홈에 넣고 고정하는 역할을 담당하는 고정핀이다.

[도 3]은 램프 케이스의 뒷면에 방열판이 부착된 모양과 램프가 연결된 PCB가 램프 케이스의 내부에 위치한 모습의 단면을 보여주는 그림이다.

(3)은 금속이나 열도도가 높은 재질로 만들어진 램프용 케이스이며, 램프가 부착된 PCB가 내장되는 부분이며, 램프용 케이스 뒷부분에 방열모듈A, 또는 방열모듈B를 연결할 수 있는 구조로 되어 있다.

(4)는 방열모듈에 추가로 다른 방열모듈이 연결될때, 방열모듈을 다른 방열모듈의 홈에 넣고 고정하는 역할을 담당하는 고정핀이다.

(5)는 램프 케이스의 내부에 위치한 PCB이며, LED를 부착하고 LED에서 발생한 열을 램프케이스에 전달하는 역할을 담당한다.

(6)은 빛을 방출하는 광원소자인 LED 소자이다.

(7)은 LED 소자에게 전원선이나 제어선을 연결하거나 방열모듈과 연결나사를 끼우기 위한 홀이다.

(8)은 LED 소자의 빛의 배광곡선을 개선 시키는 렌즈이다.

(9)는 LED 램프의 빛을 일정각도로 반사시키는 반사판이며, 물이나 먼지등의 불순물이 LED램프에 닿지 않도록 하는 부분이다.

[도 4]는 [도 3]의 램프 케이스에 [도 1]의 방열모듈A가 2개 연결된 그림이 다.

[도 5]는 고정핀을 나타낸 그림이다.

(15)는 고정핀을 방열판에 고정시킬때 나사방식으로 고정하기 위한 나사선 부분이다.

고정핀의 나사선이 있는 다른쪽의 부분은 걸쇠를 위한 홈이 나 있다.

[도 6]은 걸쇠의 한 종류의 구조에 대한 그림이며, 고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 역할을 담당하는 걸쇠를 나타낸 그림이며, 걸쇠의 양쪽은 갈고리 모양을 갖는 구조이다.

[도 7]은 [도 6]의 양쪽에 갈고리 모양을 갖는 걸쇠(17)를 이용하여 고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 예제를 나타낸 그림이다.

[도 8]은 고정핀과 고정핀 사이를 연결하여 고정하는 걸쇠를 나타낸 또 다른 형태의 그림인데, [도 6]의 갈고리 모양과는 다른 형태로 구성되어 있으며, 윗쪽 부분과 아래쪽 부분이 결합되는 구조이며, 내부에 용수철이 내장되어 있어서, 윗쪽 부분과 아래쪽 부분이 결합된 상태에서 상하로 늘어나는 타원형 모양으로 구성되는 구조이다.

[도 9]는 [도 8]의 고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 걸쇠의 내부 구조를 보여주는 그림이다.

(18)은 걸쇠 내부에 장착된 용수철인데, 걸쇠 내부 윗쪽 부분의 한쪽에 용수철 한쪽끝을 고정하고, 용수철의 다른 한쪽 끝을 걸쇠 내부 아래쪽 부분에 고정하여 사용이 가능하다.

[도 10], [도 11]은 고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 걸쇠를 나타낸 예를 나타낸 그림이며, [도 8]의 걸쇠를 이용하여 구성한 경우이다.

[도 12]는 [도 8]의 걸쇠를 이용하여 방열모듈과 방열모듈을 결합한 예제를 보여주는 그림이다.

[도 13]은 [도 4]와 같이 램프 케이스에 방열모듈A가 2개 연결한 뒤에 걸쇠를 이용하여 방열모듈을 고정한 예제의 그림이다.

[도 14]는 램프 케이스와 방열모듈A를 2개 배치한 그림을 3차원의 형태로 보여주는 경우를 나타낸 그림이며, [도 15]는 램프 케이스와 방열모듈A를 2개 결합하기 직전의 모습을 보여주는 그림이다.

위에서 살펴본 방열모듈은 방열판에 히트파이프를 이용하여 다양하게 연결하 며, 한쪽은 램프케이스나 방열모듈의 홀(Hole)에 연결하고 다른 한쪽은 방열판의 내부를 관통 또는 삽입하여 연결하므로써, 램프케이스에서 발생한 열을 방열판에 전달하여 방열하는 구조로 이루어져 있다.

또한, 방열판과 히트파이프(Heatpipe)로 구성된 방열모듈을 이용하여, 엘이디램프의 온도를 낮추고자 할때에 램프케이스 또는 램프방열판의 홀에 연결하고, [도 5, 6, 8, 9, 10]과 같이 고정핀과 걸쇠를 이용하여, 방열모듈을 결합하여 엘이디램프의 온도를 낮출 수 있는 구조임, 각각의 방열모듈은 착탈이 가능하다.

[도 1]은 방열모듈A의 그림이다.

[도 2]는 방열모듈B의 그림이다.

[도 3]은 램프용 케이스에 방열판이 부착된 그림이다.

[도 4]는 램프 케이스의 뒷면에 다층의 방열판이 부착된 모양의 단면을 보여주는 그림이다.

[도 5]는 고정핀을 나타낸 그림이다.

[도 6]은 고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 걸쇠를 나타낸 그림이다.

[도 7]은 [도 6]의 양쪽에 갈고리 모양을 갖는 걸쇠(17)를 이용하여 고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 예제를 나타낸 그림이다.

[도 8]은 고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 걸쇠를 나타낸 또 다른 형태의 그림이다.

[도 9]는 [도 8]의 고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 걸쇠의 내부 구조를 보여주는 그림이다.

[도 10], [도 11]은 고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 걸쇠를 나타낸 예를 나타낸 그림이다.

[도 12]는 [도 8]의 걸쇠를 이용하여 방열모듈과 방열모듈을 결합한 예제를 보여주는 그림이다.

[도 13]은 [도 4]와 같이 램프 케이스에 방열모듈A가 2개 연결한 뒤에 걸쇠를 이용하여 방열모듈을 고정한 예제의 그림이다.

[도 14]는 램프 케이스와 방열모듈A를 2개 배치한 그림을 3차원의 형태로 보여주는 경우를 나타낸 그림이며, [도 15]는 램프 케이스와 방열모듈A를 2개 결합하기 직전의 모습을 보여주는 그림이다.

Claims (4)

1. 램프케이스에 부착되어 램프에서 발생되는 열을 외부로 발산하는 역할을 담당하는 방열모듈,

   금속이나 열도도가 높은 재질로 만들어진 램프용 케이스(3),

   방열모듈에 추가로 다른 방열모듈을 연결시에, 방열모듈을 고정하는 역할을 담당하는 고정핀(4),

   LED를 부착하고 LED에서 발생한 열을 램프케이스에 전달하는 역할을 담당하고 램프 케이스의 내부에 위치한 피시비(PCB)(5),

   빛을 방출하는 광원소자인 LED 소자(6),

   LED 소자에게 전원선을 연결하거나 방열모듈과 연결나사를 끼우기 위한 홀(7),

   LED 소자의 빛의 배광곡선을 개선 시키는 렌즈(8),

   LED 램프의 빛을 일정각도로 반사시키며, 물이나 먼지등의 불순물이 LED램프에 닿지 않도록 하는 반사판(9),

   고정핀과 고정핀을 연결하여 고정하는 역할을 담당하는 걸쇠(17),

   를 포함하는 방열모듈과 방열모듈의 결합방법을 이용한 엘이디 램프.
2. 제 1 항에서의 방열모듈은,

   알루미늄이나 구리등의 열전도 정도가 높은 금속으로 만들어진 방열판(1),

   한쪽은 다른 방열모듈의 홀(Hole)에 연결되고 다른 한쪽은 방열판(1)의 내부를 관통하거나, 일부 면적에 연결되어 램프케이스의 열을 방열판에 전달하는 역할을 담당하는 히트파이프(Heatpipe)(2),로 구성됨을 포함하는 방열모듈과 방열모듈의 결합방법을 이용한 엘이디램프
3. 제 1 항에서의 걸쇠는,

   양쪽에 갈고리 모양을 갖고 고정핀의 홈에 연결이 가능한 구조의 걸쇠와(도 7 참조),

   걸쇠 내부 윗쪽 부분의 한쪽에 용수철 한쪽끝을 고정하고, 용수철의 다른 한쪽 끝을 걸쇠 내부 아래쪽 부분에 고정하여 사용이 가능한 구조(그림 9 참조)의 걸쇠를 포함하는 방열모듈과 방열모듈의 결합방법을 이용한 엘이디 램프.
4. 열전도도가 뛰어난 히트파이프(Heatpipe)를 이용하며, 한쪽은 램프케이스나 다른 방열모듈의 홀(Hole)에 연결하고, 다른 한쪽은 알루미늄이나 구리등과 같은 열전도 정도가 높은 금속으로 만들어진 방열판을 관통하거나 일부 면적만 연결할 수 있는 구조의 방열모듈을 이용하며,

   엘이디램프의 온도를 낮추고자 할때에 방열모듈을 램프케이스에 연결하고 방 열모듈 위에 또 다른 방열모듈을 계속하여 연결하여 고정핀을 이용하여 고정하고 고정핀과 고정핀을 걸쇠를 이용하여 사용하는 방법과 결합구조를 모두 포함하는 방열모듈과 방열모듈의 결합방법을 이용한 엘이디 램프.

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