KR20100055309A - Led fish-luring lamp with enforced cooling system - Google Patents

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KR20100055309A
KR20100055309A KR1020080114313A KR20080114313A KR20100055309A KR 20100055309 A KR20100055309 A KR 20100055309A KR 1020080114313 A KR1020080114313 A KR 1020080114313A KR 20080114313 A KR20080114313 A KR 20080114313A KR 20100055309 A KR20100055309 A KR 20100055309A
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Abstract

PURPOSE: An LED fish-luring lamp with an enforced cooling system is provided to extend the lifetime of a light source by improving the heat radiation of the LED fish-luring lamp. CONSTITUTION: An LED fish-luring lamp comprises the following: multiple LEDs arranged on a flat PCB; an exclusive driving circuit for driving the LED; a heat sink for cooling the heat generated from the LED using fluid; and a housing including an upper housing(131) and a lower housing(132). The heat sink is installed to support the flat PCB by being connected with the lower side of the PCB, while including a penetrated channel to cool the heat from the LED.

Description

강제냉각방식을 이용한 엘이디 집어등장치 {LED fish-luring lamp with enforced cooling system}LED fish-luring lamp with enforced cooling system}

본 발명은 강제냉각방식을 이용한 LED 집어등장치에 관한 것으로서, 기존의 메탈할라이드 램프를 대치할 정도의 광량을 확보하기 위해 고출력 LED를 채용하는 시스템에 있어 가장 큰 기술적 애로점인 방열문제를 해결함으로써 제한된 공간과 LED 수량 내에서 가장 많은 전류를 흘릴 수 있도록 해주는 냉각 시스템과 그러한 냉각시스템이 사용 환경 상 해수에 의한 내식성을 가질 수 있도록 부가적인 장치를 겸비한 LED 조명시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a LED collecting lamp device using a forced cooling method, a limited space by solving the heat dissipation problem, which is the biggest technical problem in the system employing high-power LED to secure the amount of light to replace the existing metal halide lamp And a cooling system that allows the most current to flow within the quantity of LEDs, and an LED lighting system with additional devices such that the cooling system has corrosion resistance by seawater in the use environment.

일반적으로, 가로등이나 선박용 집어등 등의 고휘도 조명장치에서 수은램프, 메탈할라이드램프 또는 나트륨램프 등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 램프에 사용되는 전구의 특성상 수명이 짧아 자주 교환을 해야 하기 때문에 그 유지비용이 많이 들고, 고온의 발열로 인해 효율이 떨어지는 단점이 있다. In general, mercury lamps, metal halide lamps, or sodium lamps are used in high-brightness lighting devices such as street lamps and marine fishing lamps.Because of the light bulbs used in such lamps, their lifespans are short and often need to be replaced frequently. Holding, there is a disadvantage that the efficiency is low due to the high temperature heat.

이러한 문제를 해결하기 위하여, LED를 광원으로 하는 조명장치가 개발되고 있다(특허문헌 1, 2). LED는 긴 수명과 적은 소비전력 등의 특징을 가지고 있기 때문에 새로운 광원으로서 역할을 할 것으로 기대된다. 하지만 LED의 특성상 한 개의 LED로서는 메탈할라이드 램프와 같은 높은 휘도를 얻기 어렵기 때문에 다수의 LED를 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결하여 사용하여야만 한다. 이 경우 광원의 밀도를 높이기 위해서는 LED를 매우 좁은 간격으로 배치할 필요가 있으며 이에 따라 현재 LED를 채용하는 조명시스템에 있어 가장 큰 문제인 발열 문제를 해결하기가 더욱 어려워진다.In order to solve this problem, the lighting apparatus which uses LED as a light source is developed (patent document 1, 2). LED is expected to serve as a new light source because of its long life and low power consumption. However, due to the characteristics of the LED, it is difficult to obtain a high luminance such as a metal halide lamp with one LED. Therefore, a plurality of LEDs must be connected in series, in parallel, or in parallel. In this case, in order to increase the density of the light source, it is necessary to arrange the LEDs at very narrow intervals, and thus, it becomes more difficult to solve the heat problem, which is the biggest problem in the lighting system employing the current LED.

일반적으로 LED 조명시스템에 있어 고출력 LED를 복수로 나열하는 경우 LED간 간격은 대략 3~5cm 간격을 유지하고 있으며 허용 전류 또한 LED chip의 junction 온도를 감안하여 보통의 방열판을 이용하는 구조에서 최대 허용전류 이하로 사용한다. In general, when a plurality of high-power LEDs are listed in the LED lighting system, the spacing between the LEDs is maintained at a distance of about 3 to 5 cm, and the allowable current is also less than the maximum allowable current in the structure using a normal heat sink considering the junction temperature of the LED chip. Used as.

한편 도 1은 일반적인 고출력 LED 조명시스템의 배열형태와 이에 수반되는 방열판(heat sink)의 구조를 보여주는 설명도이다.1 is an explanatory diagram showing an arrangement of a general high power LED lighting system and the structure of a heat sink accompanying the same.

도 1에서 보이는 것과 같이 LED를 이용하는 조명시스템의 경우 다수의 고출력 고휘도 LED를 직병렬 배선용 패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB)상에 표면실장의 방법으로 납땜 연결하게 되는데, LED로에서 발생하는 열의 온도가 매우 높은 만큼 일반 PCB가 아닌 메탈 PCB를 사용한다. 또한 적절한 방열 설계를 위해서는 불가피하게 Heat sink를 장착하지 않으면 안 되며 이러한 Heat sink는 대부분 구리 또는 알루미늄 재질의 다이캐스팅 또는 압출로 제작된 금속재질로 이루어져 있으며 LED에서 Metal PCB, Heat_sink로의 열전도를 통해 전달된 열이 Heat sink의 외부 표면을 통해 대기 중으로 대류 방출되도록 구성된다. As shown in FIG. 1, in the lighting system using LEDs, a plurality of high-power high-brightness LEDs are soldered and connected by surface-mounting on a printed circuit board (PCB) on which a pattern for serial and parallel wiring is formed. Is very high, so use metal PCB instead of normal PCB. In addition, for proper heat dissipation design, heat sink must be installed, which is mostly made of metal made by die casting or extrusion made of copper or aluminum, and heat transferred through heat conduction from LED to Metal PCB and Heat_sink. The heat sink is configured to convectively discharge into the atmosphere.

하지만 이러한 일련의 열전달 경로 과정에서 최종 Heat sink를 통한 대류가 신속하고 충분하게 이루어지지 않으면 그 열이 열 발생원인 LED에 집중됨으로써 지속적인 열화 및 순간적인 파손의 원인이 된다. 따라서 heat sink에서 최대한 많은 열을 대기로 방출하기 위해서는 충분히 큰 부피와 넓은 표면적을 갖도록 해야 하기 때문에 제품의 설계에 많은 제약이 따른다. However, if convection through the final heat sink does not occur quickly and sufficiently during this series of heat transfer paths, the heat is concentrated on the heat-generating LED, causing continuous degradation and instantaneous breakdown. Therefore, the design of the product has a lot of restrictions because it must have a sufficiently large volume and a large surface area in order to discharge as much heat as possible from the heat sink.

따라서 종래 기술의 대류형 히트싱크를 이용한 방열구조에서는 고출력 LED에서 발생하는 열을 충분히 제거하기 위하여 LED들 사이의 간격을 충분히 떨어뜨려 배치할 뿐만 아니라, LED에 인가하는 전류에도 제한을 둘 수밖에 없기 때문에 그 크기와 무게에 비하여 낮은 효율을 갖는 단점을 극복하기 어렵다.Therefore, in the heat dissipation structure using the convection heat sink of the prior art, not only the spacing between the LEDs is sufficiently disposed to remove the heat generated from the high-power LED, but also the limit on the current applied to the LED is limited. It is difficult to overcome the disadvantage of having low efficiency compared to its size and weight.

최근 특허문헌 1에서는, 수중에서 사용하는 LED 집어등의 냉각을 위한 관통공을 구비한 집어등이 제안되었고, 특허문헌 3에서는, LED가 탑재되어 있지 않은 측의 도전성 플레이트가 냉각체에 접속되고 있고, 냉각체에서 냉각액의 환류에 발광 다이오드의 방열을 촉진하는 것에 의해서 고출력 발광이 가능한 조명장치를 제안하였다.   In patent document 1, the pick-up lamp provided with the through-hole for cooling of the LED pick-up lamp used underwater was proposed, and in patent document 3, the conductive plate of the side in which LED is not mounted is connected to a cooling body, and cooling A lighting apparatus capable of high output light emission by promoting heat dissipation of light emitting diodes at the reflux of a cooling liquid in a sieve has been proposed.

하지만 특허문헌 1에서 제안하는 방식은 해수에 잠긴 상태에서 사용하는 LED 조명장치이기 때문에 공기의 대류에 의한 방식 대신 액체에 의한 수동적인 대류 방식으로 볼 수 있으며, 특허문헌 3에서 제안하는 것은 LED가 탑재되지 않은 측면의 파장 변환 부재의 냉각을 제안하고 있다.  However, since the method proposed in Patent Document 1 is an LED lighting device used in a state of being submerged in seawater, it can be seen as a passive convection method by liquid instead of the method by air convection. Cooling of the wavelength conversion member of the side which is not carried out is proposed.

또한 냉매를 사용해 방열을 할 수 있는 Heat sink를 구비한 경우에도 금속재질로 이루어지는 경우가 대부분이므로 해양의 선상에서 발생하는 해수의 침투, 부식을 막을 수 있어야 하고, 특히 동절기에는 기온의 급강하의 조건에서 냉매의 결 빙으로 인한 동파의 문제를 완벽하게 해결하기 매우 어려운 상황이다.In addition, even when a heat sink is used for heat dissipation using a refrigerant, it is mostly made of a metal material. Therefore, it must be able to prevent the penetration and corrosion of seawater generated on the ship's ship, especially in the winter when the temperature drops rapidly. It is very difficult to completely solve the problem of freezing due to freezing of refrigerant.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2006-0036486Patent Document 1: Republic of Korea Patent Publication 10-2006-0036486

특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 10-2008-0055750Patent Document 2: Republic of Korea Patent Publication 10-2008-0055750

특허문헌 3 : 일본 특표 2002-544673호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-544673

본 발명은 LED를 사용한 조명장치 중 선박용 집어등 시스템에 있어서, 통상의 방열방식 이외에 선박이라는 특수한 상황에서 채용 가능한 최고의 방열효과를 유지하는 냉각시스템을 발명함으로써 다수의 고출력 LED를 채용하면서도 경박단소가 가능하고, 높은 전류를 흘려줌으로써 최고의 밝기를 낼 수 있는 LED 집어등을 제공하고자 하는 것이다. 또한 그러한 시스템이 선박에서 적절히 사용될 수 있는 제반 주변시스템을 함께 제공하고 조업 중 발생할 수 있는 방수 및 염수에 의한 부식의 문제를 완벽하게 해소할 수 있고, 동절기 냉매의 결빙으로 인한 동파를 막기 위해 쉽게 냉매를 배출할 수 있는 히트싱크 구조를 제공하고자 하는 데에 목적이 있다.The present invention, in the lighting system using the LED in the ship's light system, invented a cooling system that maintains the best heat dissipation effect that can be employed in a special situation of the ship in addition to the normal heat dissipation method, while adopting a large number of high-power LEDs, it is possible to light and small and short The goal is to provide an LED pick-up lamp that can produce the best brightness by flowing high current. In addition, such a system is provided with all the peripheral systems that can be used properly in ships, and can completely solve the problem of corrosion by water and salt water which may occur during operation, and it is easy to prevent the freeze caused by freezing of the winter refrigerant. An object of the present invention is to provide a heat sink structure capable of discharging it.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 LED 집어등 장치는 인쇄회로기판(PCB)상에 배열되어 있는 다수개의 LED와 인쇄회로기판을 지지하며 관통유로를 겸비한 히트싱크와 LED 구동을 위한 전용 드라이브 회로와 상기 부재 전체를 밀폐하는 내 부식성 하우징으로 이루어진 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the LED collecting device of the present invention supports a plurality of LEDs and printed circuit boards arranged on a printed circuit board (PCB), and a heat sink having a through flow path and a dedicated drive circuit for driving LEDs; Characterized in that it consists of a corrosion-resistant housing that seals the entire member.

상기 구성에 의하면, 최대의 방열 효과를 얻을 수 있기 때문에 고출력 LED를 밀집하게 배열할 수 있고, 최대 허용 전류를 인가함으로써 보다 효율이 높은 조명이 가능하며, 히트싱크가 외부로 노출되지 않아 부식의 문제를 해결하는 것이 가능하게 된다. According to the above constitution, since the maximum heat dissipation effect can be obtained, high-power LEDs can be arranged densely, and more efficient lighting is possible by applying the maximum allowable current, and the heat sink is not exposed to the outside, which is a problem of corrosion. It is possible to solve the problem.

또한, 본 발명의 LED 집어등장치에 있어서, 상기 히트싱크는 냉각수의 입구와 출구가 되는 입수부와 출수부를 한쌍 내지 복수로 구비하고 상기 히트싱크의 내부 관통유로는 입수부와 출수부를 연결하고 있으며, LED의 배열과 일치하도록 유로를 형성 한 것을 특징으로 한다. In addition, in the LED catcher device of the present invention, the heat sink is provided with a pair or a plurality of inlet and outlet portions to be the inlet and outlet of the cooling water, and the internal through flow path of the heat sink is connected to the inlet and the outlet, The flow path is formed so as to match the arrangement of the LED.

상기 구성에 의하면, LED 집어등 장치에서 열원이 되는 LED와 가깝게 냉각 유로가 위치할 수 있어서 최대한의 냉각 효과를 얻을 수 있다. According to the said structure, a cooling channel can be located near the LED used as a heat source in an LED pick-up apparatus, and the maximum cooling effect can be acquired.

또한, 본 발명의 LED 집어등장치에 있어서, 상기 히트싱크의 입수부는 상단에 배치하고 출수부는 하단에 배치하며, 상기 히트싱크 내부의 관통유로는 중력에 의하여 냉각수가 빠져나갈 수 있는 직렬, 병렬 또는 직병렬 구조로 된 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED lamp of the present invention, the inlet portion of the heat sink is disposed at the top and the outlet portion is disposed at the lower end, the through flow path inside the heat sink can be in series, parallel or straight through which the coolant can escape by gravity Characterized in a parallel structure.

상기 구성에 의하면, 동절기 냉각수의 동결로 인한 파손을 방지하기 위하여 냉각수를 배출하는 작업을 용이하게 하는 것이 가능하다. According to the above configuration, it is possible to facilitate the operation of discharging the cooling water in order to prevent damage due to freezing of the winter cooling water.

또한, 본 발명의 LED 집어등장치에 있어서, 상기 히트싱크는 금속 재질로 이루어져 있으며, 유체가 흐르는 유로에는 내 부식성 보호피막을 형성한 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED lamp of the present invention, the heat sink is made of a metal material, characterized in that the corrosion-resistant protective film is formed in the flow path for the fluid flow.

상기 구성에 의하면, 열전도 효과가 좋은 금속으로 이루어진 히트싱크의 내부 유로에서 지속적으로 해수와의 열교환이 이루어지면서 발생하는 부식을 막는 것이 가능하다. According to the above configuration, it is possible to prevent the corrosion caused by the heat exchange with the sea water continuously in the inner flow path of the heat sink made of a metal having a good thermal conductivity effect.

또한, 본 발병의 LED 집어등 장치에 있어서, 전용 드라이브 회로는 히트싱크의 하면에 위치하는 것을 특징으로 한다.In the LED pick-up device of the present invention, the dedicated drive circuit is located on the lower surface of the heat sink.

상기 구성에 의하면, 전용 드라이브 회로에서 발생하는 열이 LED에 전달되지 않을 뿐만 아니라, 부품의 냉각을 용이하게 하여 수명을 증가시키는 것이 가능하다.According to the above configuration, not only heat generated in the dedicated drive circuit is transferred to the LED, but also the cooling of the components can be facilitated to increase the lifetime.

본 발명을 통해 효율적인 냉각시스템을 구비함으로써 LED 집어등장치의 방열성을 향상시켜 광원의 수명을 늘림과 동시에 동일한 광원을 사용하는 경우에도 고출력을 얻을 수 있고, 경박단소화 함으로써 선박에 장착시 공간적으로나 중량적으로 편의를 제공할 수 있어 비용적인 측면이나 에너지 절약 측면에 있어서 큰 경제적 효과를 가질 수 있으며 해양에서 사용할 수밖에 없는 열악한 환경 조건하에서도 방수, 방식 특성이 우수한 신뢰성 높은 조명시스템을 확보할 수 있다.By providing an efficient cooling system through the present invention to improve the heat dissipation of the LED light fixtures to increase the life of the light source and at the same time high output can be obtained even when using the same light source, by reducing the light and thin, it is spatial and weight when mounted on the ship It can provide convenience, and it can have a big economic effect in terms of cost or energy saving, and it is possible to secure a reliable lighting system having excellent waterproof and anticorrosive properties even under harsh environmental conditions that cannot be used in the ocean.

상기의 목적을 달성하기 위한 바람직한 수단으로써, 본 발명에 따른 강제냉각방식을 이용한 LED 집어등장치는 인쇄회로기판(PCB); 상기 인쇄회로기판 상에 복수로 구성된 LED 어레이; 상기 LED를 구동하기위한 전용 드라이브 회로; LED에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있는 히트싱크; 상기 부재를 외부환경으로부터 밀폐하는 하우징으로 이루어져 있다. 상기 히트싱크는 상기 인쇄회로기판의 하부에 결합하여 인쇄회로기판을 지지하도록 설치되며 상기 LED에서 발생하는 열을 냉매를 이용하여 냉각하기 위한 유로를 겸비하는 것을 특징으로 한다. 더 구체적으로는 상기 히트싱크의 내부에 유로를 형성하고 개방형으로 냉매로서 해수를 직접 공급하는 방 식과, 폐쇄회로 시스템을 구성하여 라디에이터를 통하여 냉매를 냉각하는 방식을 채택할 수 있다. As a preferred means for achieving the above object, the LED catching device using a forced cooling method according to the present invention is a printed circuit board (PCB); A plurality of LED arrays formed on the printed circuit board; A dedicated drive circuit for driving the LEDs; A heat sink capable of dissipating heat generated by the LED; It consists of a housing which seals the said member from an external environment. The heat sink is installed to be coupled to the lower portion of the printed circuit board to support the printed circuit board and has a flow path for cooling the heat generated from the LED using a refrigerant. More specifically, a method of forming a flow path inside the heat sink and directly supplying seawater as a refrigerant in an open type, and configuring a closed circuit system to cool the refrigerant through a radiator may be adopted.

상기 히트싱크는 2장의 판 형상 부재의 사이에 냉각용 냉매가 흐를 수 있는 유로가 형성되는 방열부재로서, 상기 히트싱크의 제 1부재는 LED가 실장된 PCB를 지지하고, 상기 히트싱크의 제 2부재는 제 1부재를 덮는 구조로 되어있으며, 상기 냉매가 도입되는 입수부와, 상기 유로를 통하여 순환된 냉매가 방출되는 출수부를 적어도 한 쌍을 보유하고, 상기 히트싱크의 입수부와 출수부는 상기 히트싱크의 측면면에 위치하며 구체적으로는 상하 또는 좌우로 대칭을 유지하거나 4개의 측면 중에서 어느 한 면에 입수부와 출수부를 모두 위치하는 것을 특징으로 한다. The heat sink is a heat dissipation member in which a flow path through which a cooling refrigerant flows is formed between two plate-shaped members, the first member of the heat sink supporting a PCB on which an LED is mounted, and the second heat sink. The member has a structure covering the first member, and has an inlet portion into which the refrigerant is introduced and at least one outlet portion from which the refrigerant circulated through the flow path is discharged, and the inlet portion and the outlet portion of the heat sink are It is located on the side surface of the heat sink, and in particular, it is characterized by maintaining both the up and down or left and right symmetry or the inlet and outlet parts on any one of the four sides.

또한 동절기에 냉매의 동결로 인한 동파를 방지하기 위하여, 유로는 중력에 의해 냉매가 흘러 나갈 수 있도록 형성 하고 상기 히트싱크의 입수부는 히트싱크의 상단에 위치하고, 상기 히트싱크의 출수부는 상기 히트싱크의 하단에 형성하게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to prevent freezing caused by freezing of the refrigerant during the winter, the flow path is formed to allow the refrigerant to flow out by gravity, and an inlet portion of the heat sink is located at the top of the heat sink, and an outlet portion of the heat sink is Characterized in that formed on the bottom.

또한 상기 히트싱크의 상기 2장의 판 형상 부재중에서 어느 한 부재에만 홈을 내어 형성하고, 다른 부재는 평면형상이거나, 상기 2장의 부재의 마주보는 같은 위치에 홈을 형성하고 체결함으로써 상기 유로를 형성할 수 있으며, 상기 유로를 구성하는 방식으로는 직렬, 병렬 또는 두 가지 방식을 적절히 혼합한 직병렬 방식이 가능하다.In addition, a groove is formed in only one of the two plate-shaped members of the heat sink, and the other member may be flat, or the groove may be formed by fastening and forming a groove at the same position facing each other. The flow path may be configured in series, parallel, or a serial / parallel method in which the two methods are appropriately mixed.

또한 상기 히트싱크의 유로는 상기 PCB상에 배열된 LED와 일치하게 하여 냉각 효과를 증대시킬 수 있다. In addition, the flow path of the heat sink can increase the cooling effect by matching the LEDs arranged on the PCB.

또한 상기 히트싱크에서 냉매와 접촉하는 유로의 표면에는 아노다이징 처리 내지 내 부식성 보호 피막을 형성함으로써 냉매에 의하여 표면이 부식되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by forming an anodizing treatment or a corrosion resistant protective film on the surface of the flow path that is in contact with the refrigerant in the heat sink, it is possible to prevent the surface from being corroded by the refrigerant.

또한 LED의 구동을 위한 전용 드라이브 회로는, 다수의 고출력 LED를 구동할 수 있는 전류를 인가하여야 하기 때문에 자체적으로도 많은 열을 발생한다. 상기 전용 드라이브 회로를 상기 인쇄회로 기판에 실장할 경우, 전용드라이브 회로에서 발생하는 열이 LED에 전달되어 발광 효율을 떨어트릴 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 전용드라이브 회로를 히트싱크의 하면에 위치함으로써 LED에 열이 전달되지 않도록 함과 동시에 전용회로의 부품에서 발생하는 열을 히트싱크를 이용해 제거하는 효과를 얻을 수 있다. In addition, the dedicated drive circuit for driving the LED generates a lot of heat itself because it must apply a current capable of driving a plurality of high-power LED. When the dedicated drive circuit is mounted on the printed circuit board, heat generated from the dedicated drive circuit may be transferred to the LED to reduce luminous efficiency. In order to prevent this, by placing the dedicated drive circuit on the bottom surface of the heat sink, heat is not transmitted to the LED and at the same time, the heat generated from the components of the dedicated circuit can be removed using the heat sink.

본 발명에서는 특히 히트싱크 내에 유로를 채용하는 방식을 통해 대기 중으로 상기 히트싱크의 방열면이 노출될 필요성이 배제됨으로써, 내식성이 높은 재료로 LED 조명장치 전체를 외부에서 감싸는 하우징 부재를 사용함으로써 완벽한 방수기능과 염수(해수) 부식에 대한 문제점을 완벽히 해결할 수 있는 구조를 채용하는 것을 본 발명의 특징으로 한다. The present invention eliminates the need to expose the heat sink surface of the heat sink to the air, in particular by employing a flow path in the heat sink, thereby providing a perfect water resistance by using a housing member that surrounds the entire LED lighting device from the outside with a high corrosion resistance material. It is a feature of the present invention to employ a structure that can completely solve the problems of function and salt water (sea water) corrosion.

상기 하우징은 상측 구조물과 하측 구조물로 구성되며, 상기 상측 구조물은 상기 LED 어레이의 전방에 투명 부재를 포함하도록 하며, 상기 하측 구조물은 상기 히트싱크를 고정할 수 있는 지지대 역할을 하는 것을 특징으로 한다. The housing is composed of an upper structure and a lower structure, the upper structure is to include a transparent member in front of the LED array, the lower structure is characterized in that it serves as a support for fixing the heat sink.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 강제냉각방식을 이용한 LED 집어등장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the LED catching light device using a forced cooling method according to the present invention.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 LED 조명장치의 냉각구조의 핵심이 되는 냉각 유로를 포함하는 히트싱크와 LED 어레이의 결합구조를 내타내는 단면도이고, 도 3은 히트싱크의 유로 구성의 예를 보여주는 평면도이다.First, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure of a heat sink and an LED array including a cooling channel that is the core of the cooling structure of the LED lighting apparatus according to the present invention. FIG. Top view.

이를 구조적으로 설명하면, 알루미늄과 같은 금속 재질을 통해 메탈 PCB(111)로부터의 열전달 효과를 높인 히트싱크(120) 내부로 냉각수가 유입될 수 있는 입수부(124)와 유입된 냉각수가 원활히 히트싱크(120)으로 전달되어 축적된 열을 흡수할 수 있도록 가장 열밀도가 높은 부위를 따라 형성된 유로(123)를 갖추고 있으며 그 열을 흡수하여 수온이 올라간 냉각수가 다시 방열판 외부로 빠져나갈 수 있는 출수부(125)로 구성된다. When the structure is described, an inlet 124 through which the coolant may be introduced into the heat sink 120 having a high heat transfer effect from the metal PCB 111 through a metal material such as aluminum and the heat sink smoothly flows into the heat sink. It has a flow path 123 formed along the highest heat density portion to absorb the heat accumulated by being transferred to the 120, and the water outlet portion that can absorb the heat to escape the heat sink again to the outside of the heat sink It consists of 125.

유로(123)는 방열면적이나 열이 집중될 수 있는 부위에 따라 하나 또는 수개의 병렬 유로로 형성될 수 있으며 각 유로는 직선 또는 곡선으로 형성될 수 있다. 이에 따라 입수부(124)와 출수부(122)도 병렬 유로의 개수만큼 쌍으로 형성시키게 되고 각 입수부와 출수부에는 니플(126)이라고 하는 유압회로에 흔히 사용되는 부재를 통해 기밀을 유지하면서 외부 호스와 연결되는 것이 바람직하다. 입수부와 출수부, 냉각 유로에 대한 다른 구성의 예를 도 4내지 도 7에 도시한다. The flow path 123 may be formed of one or several parallel flow paths according to a heat dissipation area or a portion where heat may be concentrated, and each flow path may be formed in a straight line or a curved line. Accordingly, the inlet portion 124 and the outlet portion 122 are also formed in pairs by the number of parallel flow paths, and each inlet portion and the outlet portion are kept airtight through a member commonly used in a hydraulic circuit called a nipple 126. It is preferable to connect with an external hose. 4 to 7 show examples of other configurations of the inlet section, the outlet section, and the cooling passage.

히트싱크(120)에 형성되는 유로(123)는 인접한 다른 조명장치로 한번 사용된 냉각수가 냉각 과정을 거치지 않고 그대로 외부 호스를 통해 유입이 가능하도록 할 수 있으며, 이 경우 지속된 냉각효과에 의해 수온이 상승되어 인접 조명등의 냉각효율을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서 각 방열판에서 상승되는 수온의 온도를 사전에 측정하여 수온상승이 허용치를 넘지 않도록 외부에서 연결되는 유입 호스(127)와 토출 호스(128)의 직렬 연결 개수를 정하고 그 이상의 조명장치에는 또 다른 직렬 유수 회로를 형성하는 것이 바람직하다.The flow path 123 formed in the heat sink 120 may allow the coolant used once as another adjacent lighting device to be introduced through the external hose as it is without undergoing a cooling process. This rises and may lower the cooling efficiency of the adjacent lamp. Therefore, by measuring the temperature of the water temperature rising from each heat sink in advance, determine the number of series connection of the inlet hose 127 and the discharge hose 128 connected from the outside so that the rise in water temperature does not exceed the allowable value. It is desirable to form a flowing circuit.

이러한 시스템도를 도 8에 나타낸다. 또한 이러한 냉각시스템에 흐르는 냉매는 겨울철에 동파의 우려가 있으므로 외부 펌프를 이용해 계속 순환을 시키지 않는 동안에는 히트싱크의 유로 내에 냉각수가 남아 있지 않도록 사용 후 펌프로부터 외부 공기를 유입시켜 냉각수를 모두 뽑아낼 수 있도록 하며 최종 토출단 호스부에 유량게이지를 설치하여 잔존 냉각수가 없는 것을 확인 후 펌프 가동이 멈출 수 있도록 제어회로를 구비하도록 하는 것이 바람직하다.This system diagram is shown in FIG. In addition, the coolant flowing in such a cooling system may freeze in the winter so that the coolant can be drawn out of the pump after use so that no coolant remains in the flow path of the heat sink while the circulation is not continued using the external pump. It is preferable to provide a control circuit so that the pump can be stopped after confirming that there is no remaining coolant by installing a flow gauge at the final discharge end hose.

또는 이러한 수고를 덜기 위해 도 3내지 도 4와 같이 히트싱크(120)에 냉매가 입수되는 입수부(124)를 히트싱크의 상단부에 배치하고 출수부(125)를 하단부에 배치하며 유로는 입수부보다 낮고 출수부보다 높게 위치하게 하며 유로의 방향은 중력에 의하여 흘러나갈 수 있게 형성함으로써 비 가동 시에는 입수부와 출수부를 개방함으로써 자연적으로 유로 내에 냉매가 남지 않게 하는 것이 바람직하다. Alternatively, in order to reduce the effort, as illustrated in FIGS. 3 to 4, the inlet 124 through which the refrigerant is supplied to the heat sink 120 is disposed at the upper end of the heat sink, and the outlet part 125 is disposed at the lower end of the heat sink. It is preferable that the lower and higher position than the outlet portion and the direction of the passage so as to flow by gravity to open the inlet portion and the outlet portion during non-operation so that the refrigerant does not naturally remain in the passage.

또한 냉매는 일반 물을 이용해 지속적으로 순환시키면서 외부 라디에이터로 수온을 조절하는 방식도 가능하고 해수를 그대로 사용하여 냉각수를 쓰고 버리는 방식도 모두 적용 가능하며, 해수를 그대로 사용하는 경우에는 외부 필터를 통해 부유물과 같은 것들을 걸러내는 장치를 펌프 앞단에 구비하는 것이 바람직하다. In addition, the refrigerant can be circulated continuously by using ordinary water while controlling the water temperature with an external radiator. The refrigerant can also be used by using the sea water as it is. It is desirable to have a device in the front of the pump for filtering such things.

상기 히트싱크(120)는 2장의 판 형상의 부재로 구성된다. 상기 히트싱크(120)의 제 1부재(121)는 상기 LED(110)가 실장된 PCB(111)를 지지하는 역할을 하고, 상기 히트싱크(120)의 제 2부재(122)는 제 1부재(121)의 덮개 역할을 한다. 상기 2장의 판 형상 부재중에서 어느 한 부재에만 홈을 내어 형성하고, 다른 부재는 평면형상이거나, 상기 2장의 부재의 마주보는 같은 위치에 유로의 역할을 하는 홈(123)을 형성하고 기밀을 유지할 수 있도록 방수 부재를 이용하여 체결함으로써 상기 유로를 형성할 수 있다.The heat sink 120 is composed of two plate-shaped members. The first member 121 of the heat sink 120 serves to support the PCB 111 on which the LED 110 is mounted, and the second member 122 of the heat sink 120 is a first member. It serves as a cover of 121. A groove is formed in only one of the two plate-shaped members, and the other member is planar, or a groove 123 serving as a flow path can be formed in the same position facing each other and the airtightness can be maintained. The flow path may be formed by fastening using a waterproof member so as to be fastened.

냉각수로서 해수를 그대로 이용하는 경우에 있어서는 히트싱크(120)의 유로(123)의 표면이 해수에 의해 부식이 발생할 수가 있다. 이를 방지하기 위해 해수 냉각수가 흐르는 유로의 표면은 아노다이징 또는 내부식성 피막을 형성하는 것이 바람직하다.When seawater is used as cooling water as it is, the surface of the flow path 123 of the heat sink 120 may be corroded by seawater. In order to prevent this, the surface of the flow path through which the seawater cooling water flows preferably forms an anodizing or corrosion resistant coating.

또한 전용 드라이브 회로(134)에서 발생하는 열을 효과적으로 제거하고, LED(110)로 전달되는 것을 막기 위하여 전용 드라이브 회로(134)는 히트싱크의 하면(122)에 위치하는 것이 바람직하다. In addition, the dedicated drive circuit 134 is preferably located on the bottom surface 122 of the heat sink in order to effectively remove heat generated from the dedicated drive circuit 134 and prevent it from being transferred to the LED 110.

일반적인 자연대류식 또는 공랭식 히트싱크를 가진 조명장치에 있어서, 원할한 냉각을 위하여 히트싱크의 표면이 외부로 조출될 수밖에 없기 때문에 이를 해양에서 사용하는 경우에는, 불가피하게 염수로 인한 부식을 피하기가 어렵다. 하지만 본 발명의 수냉식 히트싱크를 사용하는 구조에서는 유체 냉매를 통한 강제 냉각 효과가 뛰어나기 때문에 자연대류나 공랭식에서 사용하는 요철구조의 방열핀을 제거할 수 있어 조명장치를 매우 경박단소하게 꾸밀 수가 있다. In general lighting devices with natural convection or air-cooled heat sinks, the surface of the heat sink is forced to the outside for smooth cooling, which is inevitably difficult to avoid saltwater corrosion when used at sea. . However, in the structure using the water-cooled heat sink of the present invention, because the forced cooling effect through the fluid refrigerant is excellent, it is possible to remove the heat radiation fin of the concave-convex structure used in the natural convection or air-cooling can be decorated very lightly and simply.

또한 공기중으로 히트싱크(120)의 표면이나 각종 부품 내지 전기 단자 등을 외부환경으로부터 노출을 제거하기 위하여 LED 집어등장치의 배면에 해당하는 히트싱크(120)와 전면에 해당하는 출광면을 감싸며, 전력선과 냉각수만 통과할 수 있는 최소한의 입출력부를 방수부재를 이용하여 밀폐하고, 내 부식성 재료로 구성된 하우징 구조물(131,132)을 앞뒤로 조립하여 완벽한 방수 및 내식성을 확보할 수 있다. 이러한 구조를 도 9에 나타낸다.In addition, in order to remove the surface of the heat sink 120 or various components or electric terminals from the external environment in the air, the heat sink 120 corresponding to the rear surface of the LED catching device and the light emitting surface corresponding to the front surface are wrapped, and the power line Sealing the minimum input and output unit that can pass through only the cooling water using a waterproof member, and by assembling the housing structure (131,132) made of a corrosion-resistant material back and forth to ensure perfect waterproof and corrosion resistance. This structure is shown in FIG.

도 1은 일반적인 고출력 LED 조명시스템의 배열형태와 이에 수반되는 방열판(heat sink)의 구조를 보여주는 설명도1 is an explanatory view showing the arrangement of a general high power LED lighting system and the accompanying heat sink (heat sink)

도 2는 냉각 유로를 포함하는 히트싱크와 LED 어레이의 결합구조를 보여주는 단면도2 is a cross-sectional view showing a coupling structure of a heat sink and an LED array including a cooling channel.

도 3 내지 도 7은 히트싱크의 유로 구성의 예를 보여주는 평면도3 to 7 are plan views showing examples of flow path configurations of the heat sink.

도 8은 유수 회로 시스템 구성도8 is a flow circuit system configuration diagram

도 9는 하우징을 포함한 LED 집어등 장치9 is a LED pick-up device including a housing

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

110 : LED 111 : 인쇄회로기판110: LED 111: printed circuit board

112 : 대류형 방열핀 114 : 투명 보호 커버112: convection heat radiation fin 114: transparent protective cover

120 : 히트싱크 121 : 히트싱크의 제1부재120: heat sink 121: first member of the heat sink

122 : 히트싱크의 제2부재 123 : 관통 유로 122: second member of the heat sink 123: through passage

124 : 입수부 125 : 출수부124: acquisition unit 125: extraction unit

126 : 니플 127 : 냉각수 유입 호스126: nipple 127: coolant inlet hose

128 : 냉각수 배출 호스 131 : 하우징 상형128: coolant discharge hose 131: housing upper

132 : 하우징 하형 133 : 투명부재132: lower housing 133: transparent member

134 : 전용드라이브회로 135 : 전력선134: dedicated drive circuit 135: power line

Claims (6)

평면의 인쇄회로기판(PCB)상에 배열되어 있는 다수개의 LED와; 상기 LED를 구동하기 위한 전용드라이브 회로와; 상기 LED에서 발생하는 열을 유체를 이용하여 냉각하기 위한 히트싱크와; 하우징으로 이루어진 LED 집어등 장치에 있어서,A plurality of LEDs arranged on a flat printed circuit board (PCB); A dedicated drive circuit for driving the LEDs; A heat sink for cooling the heat generated by the LED using a fluid; In the LED collecting light device consisting of a housing, 상기 히트싱크는 상기 인쇄회로기판의 하부에 결합하여 인쇄회로기판을 지지하도록 설치되며 상기 LED에서 발생하는 열을 유체를 이용하여 냉각하기 위한 관통유로를 겸비하고, 상기 하우징은 내 부식성 재료로 이루어져 있으며, 상형과 하형으로 구성되어 있으며, 방수 부재를 포함하며, 상기 하우징의 상형에는 상기 LED의 전방에 투명 재료로 구성된 윈도우가 설치된 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.The heat sink is installed to support the printed circuit board by coupling to the lower portion of the printed circuit board and has a through flow path for cooling the heat generated from the LED by using a fluid, and the housing is made of a corrosion resistant material. And an upper mold and a lower mold, and include a waterproof member, wherein the upper mold of the housing is provided with a window made of a transparent material in front of the LED. 평면의 인쇄회로기판(PCB)상에 배열되어 있는 다수개의 LED와; 상기 LED를 구동하기 위한 전용드라이브 회로와; 상기 LED에서 발생하는 열을 유체를 이용하여 냉각하기 위한 히트싱크와; 하우징으로 이루어진 LED 집어등 장치에 있어서,A plurality of LEDs arranged on a flat printed circuit board (PCB); A dedicated drive circuit for driving the LEDs; A heat sink for cooling the heat generated by the LED using a fluid; In the LED collecting light device consisting of a housing, 상기 히트싱크는 판 형상의 두 장의 판형 부재로 구성되며, LED를 실장한 PCB를 지지하는 제 1부재와 상기 제 1부재를 덮는 제 2부재중 어느 한 부재에만 유로를 구성하거나, 마주보는 동일한 위치에 두 부재에 모두 홈을 형성하여 유로를 구성하고, 상기 히트싱크의 측면에 입수부와 출수부를 최소한 한 쌍 이상 구비한 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.The heat sink is composed of two plate-shaped members having a plate shape and constitutes a flow path only in one of the first member supporting the PCB on which the LED is mounted and the second member covering the first member, or at the same position facing each other. The LED pick-up lamp device, characterized in that the groove is formed in both members to form a flow path, and at least one pair of inlet and outlet parts on the side surface of the heat sink. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 2, 상기 히트싱크의 관통유로는 중력에 의해 유체가 흘러 나갈 수 있도록 구성되며, 입수부는 히트싱크의 상단에 위치하고, 출수부는 히트싱크의 하단에 위치하며, 입수부와 출수부를 연결하는 관통유로는 입수부와 출수부의 사이에 위치하며 중력에 의하여 유체가 흐를 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.The through flow path of the heat sink is configured to allow fluid to flow out by gravity, the inlet part is located at the top of the heat sink, the outlet part is located at the bottom of the heat sink, and the through channel connecting the inlet part and the outlet part is the inlet part. Located between and the water outlet, LED pick-up device, characterized in that the fluid is formed to flow by gravity. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 2, 상기 관통 유로의 형상은 직렬로 이루어진 지그재그 형상, 병렬 형상, 직 병렬 형상 중 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.The shape of the through-flow channel is LED zigzag device, characterized in that formed in one of the shape of a zigzag shape, a parallel shape, a serial parallel shape. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 2, 상기 히트싱크는 금속 재질로 이루어져 있으며, 유체가 흐르는 상기 관통유로에는 아노다이징 처리 내지 내 부식성 보호 피막을 형성하고, 기밀유지를 위하여 방수 부재를 포함한 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.The heat sink is made of a metal material, the through-flow passage through which the fluid flows to form an anodized or corrosion-resistant protective film, LED holding lamp device characterized in that it comprises a waterproof member for airtight. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 2, 상기 전용 드라이브 회로는 상기 히트싱크의 하면과 상기 하우징의 하형 사이에 위치하여, 상기 LED에 열이 전달되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.The dedicated drive circuit is located between the lower surface of the heat sink and the lower mold of the housing, LED pick-up device, characterized in that the heat is not transmitted to the LED.
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