KR20100056847A - Fluid-convection heat dissipation device - Google Patents

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KR20100056847A
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쩡-치 휴
리앙-짜이 첸
리앙-웬 첸
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쩡-치 휴
리앙-짜이 첸
리앙-웬 첸
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Abstract

PURPOSE: By inducing the lively fluid circuit through convection channels formed within the heat-dissipating module within the heat-dissipating module the fluid convection radiator can extend the service life of the luminous element. CONSTITUTION: The heat-dissipating module(10) forms one or more inner expropriation space. In the heat-dissipating module, one or more luminous element is attached to the outer surface. It is arranged within the accommodation space and the baffle(20) partitions the accommodation space into a plurality of convection channels in which it is each other fluid-funneled.

Description

유체-대류 방열 장치{FLUID-CONVECTION HEAT DISSIPATION DEVICE}FLUID-CONVECTION HEAT DISSIPATION DEVICE

본 발명은 유체 대류 방열 장치에 관한 것으로, 특히 대류로 열을 소산시키기 위해 봉입 유체의 반복적 순환을 형성하는, 전자기기에 적용할 수 있는 방열 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fluid convection heat dissipation device, and more particularly, to a heat dissipation device applicable to an electronic device that forms a repetitive circulation of an enclosed fluid to dissipate heat in convection.

종래의 발광 다이오드(LED) 기반 발광 요소들이 환경 보전의 발광 장치 또는 조명 장치 분야에 널리 사용되고 있다. LED 기반 발광 장치 또는 조명 장치에 대한 주요 과제는 열을 소산시키는 것이다. 통상의 환경에서, 빛을 내는 LED 패키지의 온도는 LED 패키지 내부 온도가 약 4~50℃이다. 그러나 고 출력 발광 분야에서, LED 패키지 내부 온도는 100~120℃로 높아질 수 있다. 이러한 열이 제대로 소산되지 않는다면, LED 요소의 접합부 온도가 매우 높아진다. 첨부된 도 1은 빛을 내는 LED 접합부의 온도 분포 곡선을 도시하고 있다. 도 1에서, 온도 분포 곡선(F)의 횡좌표축(R)은 LED 접합부 주위의 온도 분포 영역의 반경을 나타내고, 세로축(T)은 온도를 나타낸다. 상기 곡선을 기술하는 다음의 식이 알려져 있다.Conventional light emitting diode (LED) based light emitting elements are widely used in the field of environmentally friendly light emitting devices or lighting devices. The main challenge for LED-based light emitting devices or lighting devices is to dissipate heat. Under normal circumstances, the temperature of the emitting LED package is about 4-50 ° C. However, in high power light emitting applications, the temperature inside the LED package can be as high as 100-120 ° C. If this heat is not dissipated properly, the junction temperature of the LED element becomes very high. The accompanying Figure 1 shows the temperature distribution curve of the emitting LED junction. In FIG. 1, the abscissa axis R of the temperature distribution curve F represents the radius of the temperature distribution region around the LED junction, and the ordinate axis T represents the temperature. The following equation describing the curve is known.

T접합부=R×θ접합부 - 주위×W + T주위T junction = R × θ junction-perimeter × W + T

다시 말하면, 도 1에 도시하고, 상기 식에서 기술하고 있는 바와 같이, LED 접합부의 온도가 계속적으로 고온으로 유지되고 있다면, LED의 수명은 짧아질 수 있다.In other words, as shown in FIG. 1 and described in the above formula, if the temperature of the LED junction is continuously maintained at a high temperature, the lifetime of the LED can be shortened.

핀 형태의 방열 모듈과 같은, 발광 다이오드용의 종래의 방열 모듈들의 성능은 열등하고 방열이 일정하지도 못하다. 다시 말하면, 그러한 종래의 방열 모듈은 핀을 사용하여 열을 주위로 방출하며, 이론적으로는 열 스폿(heat spot) 근방의 지점에서 방출되는 열에너지와 온도가 매우 높다. 주변 공기가 고온으로 가열되어 공기 분자들이 빠르게 움직이게 되어서, 열원에 인접해 있는 핀의 열 방출 성능을 열화시킨다. 공지되어 있는 이론에 근거하여 계산된 충분한 수량의 핀이 제공되는 경우에도, 그러한 기구에 의해 실현되는 LED의 열 방출은 팬에 의한 공기의 난류(turbulence)에 의해 보조되어야만 한다. 팬은 환경을 보호하는 것으로 간주되지 않는 전력을 소모하며, 팬의 고장이 일어날 수도 있기 때문에, 열 방출을 보조하기 위해 팬을 사용하는 것은 좋은 해법이 아니다. 또한, 팬의 배치는 방열 모듈의 부피를 크게 만들어서 발광 장치에 적용함에 있어서도 유리하지 못하다.The performance of conventional heat dissipation modules for light emitting diodes, such as fin-type heat dissipation modules, is inferior and the heat dissipation is not constant. In other words, such a conventional heat dissipation module uses fins to dissipate heat to the surroundings and, in theory, the heat energy and temperature emitted at points near the heat spot are very high. The ambient air is heated to high temperatures, causing the air molecules to move quickly, degrading the heat dissipation performance of the fins adjacent to the heat source. Even when a sufficient quantity of fins is provided calculated on the basis of known theory, the heat dissipation of the LED realized by such a mechanism must be aided by the turbulence of the air by the fan. Using fans to assist in heat dissipation is not a good solution, since fans consume power that is not considered to be environmentally friendly and fan failure can occur. In addition, the arrangement of the fan is not advantageous in applying the light emitting device by making the heat dissipation module large.

대만 특허 공개 공보 제1299081호에서 공지된 기법은, 내부 배플(baffle)과 간섭 요소들을 채용하여 방열 성능을 향상시키는 것을 교시하고 있다. 그러나 그러한 공지 기법들은 열을 방출시키는 데에 도움을 주지 못한다. 또한, 2차 방열을 수행하기 위해서는, 열 싱크와 팬이 원위 단부에 배치되어야만 한다. 분명히, 그러한 공지 기법은 복잡한 구조이고 고비용이 들며, 팬과 펌프의 고장 문제를 여전히 안고 있으며, 소형의 LED-기반 발광 장치에 적용할 수 없다.The technique known from Taiwan Patent Publication No. 1290891 teaches the use of internal baffles and interference elements to improve heat dissipation performance. However, such known techniques do not help to release heat. In addition, in order to perform secondary heat dissipation, a heat sink and fan must be disposed at the distal end. Clearly, such known techniques are complex structures and costly, still suffer from the problem of fan and pump failure, and are not applicable to small LED-based light emitting devices.

방열 작업을 수행하기 위해 최신의 기술들은 오로지 방열 핀들 및/또는 복잡하면서도 부피가 큰 방열 팬에 의존하며, 열 스폿으로부터 열을 효율적으로 전달하기에는 구조적으로 불가능하고, 방열 성능이 불량하고 방열 팬의 오작동 또는 고장을 일으키는 문제가 있다.To perform heat dissipation, the latest technologies rely solely on heat dissipation fins and / or complex, bulky heat dissipation fans, which are structurally impossible to transfer heat efficiently from heat spots, poor heat dissipation, and malfunction of heat dissipation fans. Or there is a problem that causes a malfunction.

종래의 방열 모듈의 이러한 문제점들과 결점들을 극복하기 위해, 본 발명은 적어도 하나의 방열 모듈, 적어도 두 개의 배플들(baffle) 및 방열 유체를 포함하는, 유체-대류 방열 장치를 제공한다.To overcome these problems and drawbacks of conventional heat dissipation modules, the present invention provides a fluid-convective heat dissipation device comprising at least one heat dissipation module, at least two baffles, and a heat dissipation fluid.

방열 모듈은 적어도 하나의 내부 수용 공간을 형성하며, 그 외부 표면에는 적어도 하나의 발광 요소가 부착되어 있다. 배플들이 수용 공간 내에 배치되어서 수용 공간을 서로가 유체 연통되어 있는 복수의 대류 채널들로 분할하고 있다. 방열 모듈의 수용 공간 내에 수용되어 있는 방열 유체들은, 주위로 열을 방출하기 위해, 방열 모듈과 발광 요소 사이의 접합부에 형성되어 있는 열원 스폿(heat source spot)에 의해 가열되어 대류 현상을 겪게 된다. 먼저 방열 유체들은 발광 요소와 방열 모듈 사이의 접합부를 대향하는 대류 채널을 통해 유동하고, 추가로 상기 열원 스폿으로부터 방열 모듈의 대향하는 원격 단부들로 열에너지를 전달하기 위해 추가적으로 유동한다. 온도가 저하된 방열 유체는 대류 채널들을 통해 다시 발광 요소와 방열 모듈 사이의 접합부 위의 열원 스폿으로 복귀하여, 열 방출을 위한 밀폐된 공간 내에서 열 대류에 의한 반복적인 순환을 제공한다.The heat dissipation module forms at least one inner receiving space, and at least one light emitting element is attached to the outer surface thereof. Baffles are arranged in the receiving space to divide the receiving space into a plurality of convective channels in fluid communication with each other. Heat dissipation fluids contained in the receiving space of the heat dissipation module are heated by heat source spots formed at the junction between the heat dissipation module and the light emitting element to undergo heat convection to dissipate heat to the surroundings. First, the heat dissipating fluids flow through the convection channel opposite the junction between the light emitting element and the heat dissipation module, and further flow to transfer thermal energy from the heat source spot to the opposing remote ends of the heat dissipation module. The lowered heat dissipating fluid returns through the convection channels back to the heat source spot on the junction between the light emitting element and the heat dissipation module, providing repetitive circulation by heat convection within the enclosed space for heat dissipation.

본 발명의 유체-대류 방열 장치의 유효성은, 방열 모듈 내에 형성되어 있는 대류 채널들을 통해 방열 모듈 내에 열 방출을 수행하는 활발한 유체 순환이 유도되어서, 발광 요소와 방열 모듈 사이의 접합부에서 발생한 강렬한 열에너지가 효율적이면서도 효과적으로 방열 모듈의 대향 원격 단부들로 이동되어서, 방열 팬들 및 펌프들을 포함하는 추가의 장치들을 사용하지 않고서도 발광 요소에 대한 방열 효율이 현저하게 향상된다는 것이다. 이는 발광 요소의 사용 수명을 연장시키는 데에 도움을 주며, 발광 요소들을 조명 산업에 용이하게 이용될 수 있게 한다.The effectiveness of the fluid-convection heat dissipation device of the present invention is induced by vigorous fluid circulation which conducts heat into the heat dissipation module through the convection channels formed in the heat dissipation module, so that intense thermal energy generated at the junction between the light emitting element and the heat dissipation module Efficiently and effectively, they are moved to opposite remote ends of the heat dissipation module, thereby significantly improving heat dissipation efficiency for the light emitting element without using additional devices including heat dissipation fans and pumps. This helps to extend the service life of the light emitting elements and makes them easy to use in the lighting industry.

본 발명의 제1 실시예에 따라 구성된 유체-대류 방열 장치를 보여주는 도면들, 특히 도 2 내지 도 4를 참조하면, 일반적으로 도면부호 100으로 지칭되는 본 발명의 방열 장치(100)는, 방열 모듈 내에서 적어도 하나의 수용 공간(11)을 형성하며 방열 모듈의 외부 표면 위에 형성되어 있는 복수의 열 방사 핀들(12)을 구비하는 방열 모듈(10)을 포함한다. 방열 모듈의 외부 표면은 방열 모듈에 장착되어 있는 적어도 하나의 발광 요소(200)를 수용하는 기능을 한다. 상기 발광 요소(200)는 일례인 발광 다이오드 칩 또는 다이 같은 임의의 특정 유형으로 한정되지 않으며, 적외선 발광 요소와 같은 다른 발광 요소들도 본 발명의 범위에 속한다.Referring to the drawings showing a fluid-convection heat dissipation device constructed in accordance with a first embodiment of the invention, in particular with reference to FIGS. 2 to 4, the heat dissipation device 100 of the invention generally referred to as 100 is a heat dissipation module And a heat dissipation module 10 having a plurality of heat radiation fins 12 formed on the outer surface of the heat dissipation module and forming at least one receiving space 11 therein. The outer surface of the heat dissipation module functions to receive at least one light emitting element 200 mounted to the heat dissipation module. The light emitting element 200 is not limited to any particular type such as an example light emitting diode chip or die, and other light emitting elements such as infrared light emitting elements are also within the scope of the present invention.

발광 요소(200)와 방열 모듈(10)은 그들 사이에 열원 스폿(heat source spot)을 형성하는 접합부를 구성한다. 핀들(12)은 방열을 위한 표면적을 증가시키는 기능을 한다. 방열 모듈(10)의 외부 표면에는 밀봉판(141)으로 밀폐되어 있는 적어도 하나의 개구(13)가 형성되어 있다.The light emitting element 200 and the heat dissipation module 10 constitute a junction that forms a heat source spot therebetween. The pins 12 function to increase the surface area for heat dissipation. The outer surface of the heat dissipation module 10 is formed with at least one opening 13 sealed by the sealing plate 141.

적어도 두 개의 배플들(20)은 수용 공간(11) 내부에 배치되어서 수용 공간(11)을 복수의 대류 채널들(111, 112, 113, 114, 115)로 분할하며, 대류 채널(111)은 모듈 바닥의 열원 스폿에 정확하게 대응하도록 설정되고, 각 배플(20)의 단부는 적어도 하나의 가이드 섹션(21)으로 형성되어 있어서, 대류 채널들(111 내지 115)이 총체적으로 서로 연통되어 있는, 중앙 통로, 좌측 통로 및 우측 통로를 획정한다.At least two baffles 20 are arranged inside the receiving space 11 to divide the receiving space 11 into a plurality of convective channels 111, 112, 113, 114, and 115. It is set to correspond exactly to the heat source spot at the bottom of the module, and the end of each baffle 20 is formed of at least one guide section 21, so that the convective channels 111 to 115 are in total communication with each other. Define passages, left passages and right passages.

방열 유체(30)가 방열 모듈(10)의 개구(13)를 통해 상기 수용 공간(11) 내에 채워지고, 밀봉판(141)에 의해 밀봉되어서, 방열 유체(30)는 수용 공간(11) 내에 감금되어 있다. 방열 유체(30)는 임의의 특정 종류 및 성분으로 한정되지 않는다. 본 실시예에서는 플루오린-기(fluorine-based) 냉각 오일을 일례로 하고 있지만, 유사한 특성을 가지고 있는 다른 방열 유체들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주된다.Heat dissipation fluid 30 is filled in the accommodation space 11 through the opening 13 of the heat dissipation module 10 and sealed by the sealing plate 141 so that the heat dissipation fluid 30 is in the accommodation space 11. It is imprisoned. The heat radiating fluid 30 is not limited to any particular kind and component. In this embodiment, a fluorine-based cooling oil is taken as an example, but other heat dissipating fluids having similar characteristics are also considered to be within the scope of the present invention.

방열 유체(30)를 방열 모듈(10)의 수용 공간(11) 내에 충진하는 방법은 개구(13)를 통한 충진에 한정되지 않으며, 방열 모듈(10)의 외부 표면에 구멍을 뚫어 방열 유체(30)를 채운 후에 그 구멍을 밀봉하는 것과 균등하거나 유사한 효과를 발휘하는 다른 공정들도 채택될 수 있으며, 이들도 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주된다.The method of filling the heat dissipation fluid 30 into the receiving space 11 of the heat dissipation module 10 is not limited to the filling through the opening 13, but a hole is formed in the outer surface of the heat dissipation module 10 to heat dissipation fluid 30. Other processes may be employed that have an effect equivalent to or similar to sealing the hole after filling a), all of which are considered to be within the scope of the present invention.

본 발명에 따른 유체-대류 방열 장치(100)의 동작을 설명하고 있는 도 5를 참조하면, 발광 요소들(200)에 에너지가 인가되어 빛을 낼 때에, 발광 요소들(200) 과 방열 모듈(10) 사이의 접합부가 가열되어서 열원 스폿을 형성한다. 접합부를 가열한 열에너지가 수용 공간(11) 내에 포함되어 있는 방열 유체(30)로 전달되어서, 배플들(20)의 내부 단부들에 형성되어 있는 가이드 섹션들(21)의 안내를 받아 방열 유체(30)가 대류 채널(111)을 따라 위로 유동한 후에 대류 채널들(112, 114)을 통해 서로 반대 방향으로 분기되는, 방열 유체(30)의 대류를 일으킨다. 그런 다음, 대류 채널(112) 내의 방열 유체(30)의 분류(branch flow)는 배플(20)의 외부 단부에서 대류 채널(113) 내부로 하향 이동한 후, 종국적으로는 대류 채널(111)로 복귀한다. 이와 유사하게, 대류 채널(114) 내의 방열 유체(30)의 분류는 배플(20)의 외부 단부에서 대류 채널(115) 내부로 하향 이동한 후, 종국적으로는 대류 채널(111)로 복귀한다. 수용 공간(11) 내에서 방열 유체(30)의 순환류의 루트들이 도 5에서 화살표로 표시되어 있으며, 이러한 방식으로 방열 모듈(10)과 발광 요소들(200) 사이의 접합부에서 열원 스폿의 고온이 추가로 방출되도록 방열 모듈(10)의 대향하는 외부 단부들로 효과적으로 이동시켜서 발광 요소(200)의 온도가 급속히 저하되며, 안정적으로 조절된다.Referring to FIG. 5 illustrating the operation of the fluid-convection heat dissipation device 100 according to the present invention, when energy is applied to the light emitting elements 200 to emit light, the light emitting elements 200 and the heat dissipation module ( The junction between 10) is heated to form a heat source spot. The heat energy which heated the junction part is transferred to the heat radiation fluid 30 contained in the accommodating space 11, and is guided by the guide sections 21 formed at the inner ends of the baffles 20. After 30 flows up along the convective channel 111, it causes convection of the heat dissipating fluid 30, branching in opposite directions through the convective channels 112, 114. Then, the branch flow of the heat dissipation fluid 30 in the convection channel 112 moves downward into the convection channel 113 at the outer end of the baffle 20 and finally into the convection channel 111. To return. Similarly, the fraction of heat dissipating fluid 30 in convective channel 114 travels downward into convective channel 115 at the outer end of baffle 20 and eventually returns to convective channel 111. Routes of the circulating flow of the heat dissipating fluid 30 in the receiving space 11 are indicated by arrows in FIG. 5, in this way the high temperature of the heat source spot at the junction between the heat dissipation module 10 and the light emitting elements 200. The temperature of the light emitting element 200 is rapidly lowered and stably adjusted by effectively moving to opposite outer ends of the heat dissipation module 10 so as to be further released.

도 6을 참조하면, 발광 요소(200)의 열원 스폿에 적용된, 본 발명의 유체-대류 방열 장치(100)에 의해 생성된 온도 상승과 방출된 열 온도 분포를 나타내는 곡선이 도시되어 있다. 도 6의 열원 스폿 온도 분포 곡선에서, 횡축(R1)은 발광 요소(200) 주위의 열 분포 영역의 반경을 나타내고, 종축(T1)은 온도를 나타낸다. 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 온도 분포 곡선(F1)은 실질적으로 일정한 값으로 나타나고 있으며, 이는 발광 요소(200)와 방열 모듈(10) 사이의 접합부에서의 열원 스폿이 좌측 및 우측 외부 단부들로 효율적으로 이동되어서 발광 요소(200)의 중앙부에서의 온도를 낮춘다는 것을 의미한다.Referring to FIG. 6, there is shown a curve representing the temperature rise and the emitted heat temperature distribution produced by the fluid-convection heat dissipation device 100 of the present invention applied to a heat source spot of the light emitting element 200. In the heat source spot temperature distribution curve of FIG. 6, the horizontal axis R1 represents the radius of the heat distribution region around the light emitting element 200, and the vertical axis T1 represents the temperature. As can be seen from FIG. 6, the temperature distribution curve F1 is represented by a substantially constant value, which indicates that the heat source spot at the junction between the light emitting element 200 and the heat dissipation module 10 has left and right outer ends. It means that it is moved efficiently to lower the temperature at the center of the light emitting element (200).

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 유체-대류 방열 장치(100)와 발광 요소(200)에 대한 종래의 방열 모듈에 대해서 얻은 방열 실험 데이터 곡선들이 도시되어 있다. 횡축(S)은 시간을 나타내고, 종축(T2)은 온도를 나타낸다. 온도 곡선(TF1)은 본 발명의 유체-대류 방열 장치(100)에 따른 방열 온도를 나타내고, 온도 곡선(TF2)은 종래의 핀 형태 방열 모듈의 방열 온도를 나타낸다. 방열 실험들은 주위 온도 27℃, 발광 요소(200)에 인가된 전압과 전류가 각각 4.1 V와 1500 mA이며, 방열 유체(30)는 플루오린-기 냉각 오일을 사용한 조건에서 수행되었다. 명백하게도, 본 발명에 따른 온도 곡선(TF1)은 종국적으로는 종래의 방열 모듈의 곡선(TF2)의 온도 100℃보다 상당히 낮은 60℃ 근방에서 안정화되었다. 본 발명의 유체-대류 방열 장치(100)가 발광 요소(200)와 관련된 방열 효율을 효과적으로 향상시킨다고 하는 명백한 결론이 도출될 수 있다.Referring to FIG. 7, heat dissipation experimental data curves obtained for a conventional heat dissipation module for the fluid-convective heat dissipation device 100 and the light emitting element 200 according to the present invention are shown. The horizontal axis S represents time, and the vertical axis T2 represents temperature. The temperature curve TF1 represents the heat dissipation temperature according to the fluid-convection heat dissipation device 100 of the present invention, and the temperature curve TF2 represents the heat dissipation temperature of the conventional fin type heat dissipation module. The heat dissipation experiments were performed at an ambient temperature of 27 ° C., and the voltage and current applied to the light emitting element 200 were 4.1 V and 1500 mA, respectively, and the heat dissipation fluid 30 was performed under fluorine-based cooling oil. Obviously, the temperature curve TF1 according to the present invention was finally stabilized at around 60 ° C., significantly lower than the temperature of 100 ° C. of the curve TF2 of the conventional heat dissipation module. A clear conclusion can be drawn that the fluid-convection heat dissipation device 100 of the present invention effectively improves the heat dissipation efficiency associated with the light emitting element 200.

본 발명의 제2 실시예에 따른 유체-대류 방열 장치를 설명하고 있는 도 8을 참조하면, 간편함을 위해 도 8에서 유체-대류 방열 장치는 도면부호 100으로 호칭되고 있으며, 방열 모듈(10)은 방열 모듈의 외부 표면 위에 적어도 하나의 요홈부(14)를 구비하고 있다. 요홈부(14)의 바닥에는 적어도 하나의 발광 요소(200)가 부착되어 있다. 이러한 방식으로, 상기 요홈부(14)는 방열 모듈의 접합부에서의 열원 스폿의 면적을 증가시켜서, 대류 채널들(111 내지 115)을 통한 방열 유체(30)의 순환을 통해 구현되는 발광 요소(200)의 방열 성능을 추가로 향상시키며, 또한 발 광 요소(200)로부터 발출되는 빛의 프로젝션을 안내하는 발산 측벽을 구비하는 후드 또는 차양(shade) 기능을 한다.Referring to FIG. 8 illustrating a fluid-convection heat dissipation device according to a second embodiment of the present invention, the fluid-convection heat dissipation device is referred to in FIG. 8 for simplicity, and the heat dissipation module 10 is At least one recess 14 is provided on the outer surface of the heat dissipation module. At least one light emitting element 200 is attached to the bottom of the recess 14. In this way, the recess 14 increases the area of the heat source spot at the junction of the heat dissipation module, so that the light emitting element 200 is realized through the circulation of the heat dissipation fluid 30 through the convective channels 111 to 115. ) Further enhances the heat dissipation performance and also functions as a hood or shade with diverging sidewalls that guide the projection of light emitted from the light emitting element 200.

도 9는 도 8에서 설명한 제2 실시예와 유사하게 응용될 수 있는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체-대류 방열 장치를 설명한다. 제3 실시예의 방열 모듈(10)의 단면 구성은 다르지만, 발광 요소(200)와 관련된 동일한 내부-유체-순환 기반 방열을 효과적으로 달성할 수 있다.9 illustrates a fluid-convection heat dissipation device according to a third embodiment of the present invention, which may be applied similarly to the second embodiment described in FIG. Although the cross-sectional configuration of the heat dissipation module 10 of the third embodiment is different, it is possible to effectively achieve the same inner-fluid-circulation based heat dissipation associated with the light emitting element 200.

본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 개시하였지만, 첨부된 청구항에 의해 정의되어 있는 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않으면서도 많은 변형과 변경들이 이루어질 수 있다는 것은 당업자들에게는 명백하다.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and variations can be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

첨부된 도면을 참조하여 기재된 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명이 당업자에게 명확해질 것이다.The present invention will become apparent to those skilled in the art through the preferred embodiments of the present invention described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 발광 다이오드 접합부의 온도 분포 곡선을 나타낸다.1 shows a temperature distribution curve of a conventional LED junction.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 구성된 유체-대류 방열 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a fluid-convection heat dissipation device constructed in accordance with a first embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 방열 장치의 방열 모듈 내부의 배플들의 배열을 설명하는 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating an arrangement of baffles inside a heat dissipation module of the heat dissipation device of FIG. 2.

도 4는 도 2의 방열 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the heat dissipation device of FIG. 2.

도 5는 도 4와 유사한 단면도로, 본 발명의 방열 장치의 방열 모듈 내부의 방열 유체의 흐름을 설명하는 단면도이다. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 4, illustrating a flow of a heat radiating fluid inside a heat radiating module of the heat radiating apparatus of the present invention.

도 6은 발광 요소에 대한 본 발명의 유체-대류 방열 장치의 온도 분포 곡선을 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing a temperature distribution curve of the fluid-convection heat dissipation device of the present invention for a light emitting element.

도 7은 발광 요소에 대한 종래의 방열 모듈과 본 발명의 유체-대류 방열 장치에 의해 획득된 방열 실험 데이터 곡선을 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing a heat radiation experimental data curve obtained by a conventional heat dissipation module for a light emitting element and the fluid-convection heat dissipation device of the present invention.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 구성된 유체-대류 방열 장치를 설명하는 단면도이다. 8 is a cross-sectional view illustrating a fluid-convection heat dissipation device constructed in accordance with a second embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따라 구성된 방열 장치를 설명하는 개략도이다.9 is a schematic view illustrating a heat dissipation device constructed according to a third embodiment of the present invention.

Claims (9)

유체-대류 방열 장치로서,A fluid-convection heat dissipation device, 적어도 하나의 내부 수용 공간을 형성하고, 외부 표면에 적어도 하나의 발광 요소가 부착되어 있는, 방열 모듈과;A heat dissipation module, forming at least one inner receiving space and having at least one light emitting element attached to the outer surface; 상기 수용 공간 내에 배치되어서 상기 수용 공간을 서로가 유체 연통되어 있는 복수의 대류 채널들로 분할하는, 적어도 두 개의 배플들과;At least two baffles disposed in the receiving space to divide the receiving space into a plurality of convective channels in fluid communication with each other; 방열 모듈의 수용 공간 내에 수용되어 있으며, 열에너지를 방열 모듈과 발열 요소 사이의 접합부에 형성된 열원 스폿으로부터 방열 모듈의 대향 단부들로 전달하기 위한 순환류를 대류 채널들을 통해 형성하도록, 방열 모듈과 발열 요소 사이의 접합부에 형성된 열원 스폿에 의해 가열되어서 대류 현상을 겪는, 방열 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체-대류 방열 장치.Housed within the receiving space of the heat dissipation module, a circulation flow between the heat dissipation module and the heat dissipation element to form a circulation flow through the convection channels for transferring heat energy from the heat source spot formed at the junction between the heat dissipation module and the heat dissipation element to opposite ends of the heat dissipation module. And a heat dissipation fluid that is heated by a heat source spot formed at the junction of the heat dissipation and undergoes a convection phenomenon. 제1항에 있어서, 방열 모듈의 외부 표면에는 복수의 열 방사 핀들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체-대류 방열 장치.The fluid-convective heat dissipation device according to claim 1, wherein a plurality of heat radiation fins are formed on an outer surface of the heat dissipation module. 제1항에 있어서, 방열 모듈의 외부 표면에는 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체-대류 방열 장치.The fluid-convective heat dissipation device according to claim 1, wherein an opening is formed in an outer surface of the heat dissipation module. 제3항에 있어서, 상기 개구가 밀봉판으로 밀폐되어 있는 것을 특징으로 하는 유체-대류 방열 장치.4. A fluid-convection heat dissipation device according to claim 3, wherein said opening is sealed with a sealing plate. 제1항에 있어서, 방열 모듈의 외부 표면에 부착되어 있는 발광 요소가 발광 다이오드 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체-대류 방열 장치.The fluid-convective heat dissipation device according to claim 1, wherein the light emitting element attached to the outer surface of the heat dissipation module comprises a light emitting diode chip. 제1항에 있어서, 방열 모듈의 외부 표면에 부착되어 있는 발광 요소가 적외선 발광 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체-대류 방열 장치.The fluid-convective heat dissipation device of claim 1, wherein the light emitting element attached to the outer surface of the heat dissipation module comprises an infrared light emitting element. 제1항에 있어서, 방열 모듈의 외부 표면에는 적어도 하나의 발광 요소를 장착하기 위한 적어도 하나의 요홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체-대류 방열 장치.The fluid-convective heat dissipation device according to claim 1, wherein at least one recess is formed on an outer surface of the heat dissipation module for mounting at least one light emitting element. 제1항에 있어서, 각 배플의 단부가 적어도 하나의 가이드 섹션을 형성하는 것을 특징으로 하는 유체-대류 방열 장치.The fluid-convection heat dissipation device of claim 1, wherein an end of each baffle forms at least one guide section. 제1항에 있어서, 방열 유체가 플루오린-함유 냉각 오일을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체-대류 방열 장치.The fluid-convection heat dissipation device of claim 1 wherein the heat dissipation fluid comprises a fluorine-containing cooling oil.
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KR20150103837A (en) * 2014-03-04 2015-09-14 한국생산기술연구원 Apparatus for heating mold

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