KR20100122684A - Led lamp with cooling apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: It attaches to the heat sink to the cool chamber and the LED lamp equipped with chiller enough cools the heat generating in the LED lamp. The service life of vulnerable LED is increased in the high temperature. CONSTITUTION: A plurality of LEDs(34) is mounted in the substrate(32). The cool chamber(10) is composed of the first board(11) touching in the rear side of the LED module(30) and the second board(12) touched with the heat sink(40). In the internal space(17) between the second board and the first board, the working fluid is inserted.

Description

냉각장치를 구비한 엘이디 조명등 {LED Lamp with Cooling Apparatus}LED Lamp with Cooling Device {LED Lamp with Cooling Apparatus}

본 발명은 냉각장치를 구비한 엘이디(LED) 조명등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엘이디가 실장되는 기판의 배면에 냉각챔버를 구비하고, 이 냉각챔버에 히트싱크를 부착하여 엘이디 조명등에서 발생하는 열을 냉각하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lamp having a cooling device, and more particularly, a cooling chamber is provided on a rear surface of the substrate on which the LED is mounted, and a heat sink is attached to the cooling chamber to generate heat generated by the LED lamp. It relates to an LED lamp having a cooling device for cooling the.

일반적으로, 야간 또는 실내에서 광을 제공하거나 물체를 조명하기 위한 조명등으로 백열전구나 형광등이 많이 사용된다.In general, an incandescent lamp or a fluorescent lamp is used as a lamp for providing light or illuminating an object at night or indoors.

그러나 백열전구는 열이 많이 발생되며, 형광등은 점등에 소요되는 시간이 길고 수명이 짧다는 한계가 있어 그 사용이 점점 줄어들고 있는 실정이다.However, incandescent bulbs generate a lot of heat, and fluorescent lamps have a limit in that it takes a long time to turn on and has a short lifespan.

한편, LED는 작은 전력으로 높은 조도를 얻으면서 그 수명도 1회 사용 기간이 특별한 수리 없이도 7년 이상으로 길어서 조명등으로서 그 사용이 점점 증가하는 추세에 있다.On the other hand, LED has a high power with a small power, and its lifespan is longer than 7 years without any special repair, so its use as a lamp is increasing.

자동차의 헤드램프나 리어 콤비네이션 램프 및 가로등을 포함한 각종 조명등의 광원으로 사용되는 고휘도 엘이디나, 다수의 엘이디가 좁은 장소에 집중되게 배치되어 고출력을 얻는 서치라이트나 스포트라이트와 같은 조명등인 경우는 점등시 매우 높은 열이 발생하므로, 종래에는 다수 개의 엘이디가 실장된 기판의 배면에 위치하는 덮개를 금속재로 형성하거나, 그 덮개에 복수 개의 방열 및 대기순환공을 형성하여 엘이디로부터 발생하는 열을 방열시키도록 하였다.High brightness LEDs used as a light source for various lights including headlamps, rear combination lamps and street lights of automobiles, or lightings such as searchlights and spotlights where a large number of LEDs are concentrated in a narrow place to obtain high power. Since high heat is generated, conventionally, a cover disposed on the back of the substrate on which the plurality of LEDs are mounted is formed of a metal material, or a plurality of heat dissipation and atmospheric circulation holes are formed on the cover to dissipate heat generated from the LED. .

그러나, 상기한 방열 구조는 그 방열량에 한계가 있고, 방열되는 열량보다 엘이디에서 발생하는 열량이 더 높아 그 조명등이 지속적으로 가열되는 형태를 갖고 있으므로, 고온에 취약하여 엘이디의 사용 수명이 단축되는 문제점이 있었다.However, the heat dissipation structure is limited in the amount of heat dissipation, and the heat generated from the LED is higher than the amount of heat dissipated, so that the lamp is continuously heated, so it is vulnerable to high temperature and shortens the service life of the LED. There was this.

또한, 조명등에 사용되는 부품의 재질로 고온에서도 열변형이나 수축 등이 일어나지 않는 수지 또는 금속재를 사용해야 하고, 또한 그만큼 고가의 재질을 사용해야 하는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem in that a resin or metal material that does not cause heat deformation or shrinkage even at a high temperature is used as a material of a component used for a lighting lamp, and an expensive material has to be used.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엘이디가 실장되는 기판의 배면에 냉각챔버를 구비하고, 이 냉각챔버에 히트싱크를 부착하여 엘이디 조명등에서 발생하는 열을 충분히 냉각함으로써 고온에 취약한 엘이디의 사용 수명을 늘릴 수 있고, 또 고온에서 열변형이나 수축 등이 일어나지 않는 고가의 재질을 사용하지 않아도 되는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provided with a cooling chamber on the back of the substrate on which the LED is mounted, by attaching a heat sink to the cooling chamber is sufficiently vulnerable to high temperature by cooling the heat generated from the LED lighting, etc. It is an object of the present invention to provide an LED lamp having a cooling device that can extend the service life of the LED and does not require expensive materials that do not undergo thermal deformation or shrinkage at high temperatures.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등은, 다수의 LED가 기판에 실장되어 이루어지는 엘이디 모듈;An LED lamp having a cooling apparatus according to the present invention for achieving the above object, the LED module is a plurality of LED mounted on the substrate;

소정의 높이를 갖고 테두리부에 플랜지가 형성되며 상기 엘이디 모듈의 기판의 배면에 면접촉되도록 부착되는 제1판과, 판 형상으로 테두리부에 플랜지가 형성되어 상기 제1판의 플랜지와 접합하는 것에 의해 제1판과의 사이에 내부공간을 형성하는 제2판과, 상기 내부공간에 주입되어 비등과 응축에 의해 냉각 작용을 하는 작동유체로 이루어진 냉각챔버; 및The first plate has a predetermined height and a flange is formed in the rim and the surface is attached to the back surface of the substrate of the LED module, and the flange is formed in the rim in a plate shape to join the flange of the first plate A cooling chamber comprising a second plate forming an inner space between the first plate and a working fluid injected into the inner space to cool by boiling and condensation; And

상기 기판의 배면에 면접촉되는 면을 제외한 냉각챔버의 전체 또는 일부에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a heat sink for dissipating heat to the outside in surface contact with the whole or part of the cooling chamber except for the surface in contact with the back surface of the substrate.

상술한 과제 해결 수단에 의하면, 엘이디 조명등에서 발생하는 열을 충분히 냉각시킴으로써 고온에 취약한 엘이디의 사용 수명을 늘릴 수 있고, 또 고온에서 열변형이나 수축 등이 일어나지 않는 고가의 재질을 사용하지 않아도 된다.According to the above-described problem solving means, by sufficiently cooling the heat generated in the LED lighting, it is possible to increase the service life of the LED vulnerable to high temperature, and it is not necessary to use an expensive material that does not cause thermal deformation or shrinkage at high temperatures.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각장치의 일부 절개 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 냉각장치의 설치예를 나타내는 단면도이다.1 is a partially cutaway perspective view of a cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an installation example of the cooling apparatus shown in FIG.

도시된 바와 같이 다수의 LED(34)가 기판(32)에 실장되어 LED 모듈(30)이 이루어진다.As shown, a plurality of LEDs 34 are mounted on the substrate 32 to form the LED module 30.

냉각챔버(10)는 LED 모듈(30)의 배면에 접촉하는 제1판(11)과 히트싱크(40)에 접촉되는 제2판(12)으로 이루어지고, 냉각챔버(10) 내부에 비등과 응축에 의해 냉각을 하는 작동유체가 주입된 상태에서 밀봉된다.The cooling chamber 10 includes a first plate 11 in contact with the rear surface of the LED module 30 and a second plate 12 in contact with the heat sink 40. The working fluid for cooling by condensation is sealed while being injected.

이때 상기 제2판(12)은 평평한 평판이 되고 그 평판의 테두리부는 제1판(11)과 접합을 위한 플랜지(13b)가 된다.At this time, the second plate 12 becomes a flat plate, and the edge portion of the plate becomes a flange 13b for joining with the first plate 11.

제1판(11)은 제2판(12)과 같은 판상의 재료를 드로잉 가공하는 것에 의해 하측으로 절곡되어 소정의 높이를 갖게 되며, 끝단부(테두리부)는 외측으로 절곡되어 제2판(12)과 접합을 위한 플랜지(13a)가 형성된다.The first plate 11 is bent downward by drawing a plate-like material, such as the second plate 12, to have a predetermined height, and the end portion (border portion) is bent outward to form the second plate ( 12 and a flange 13a for joining are formed.

상기 냉각챔버(10)는 작동유체의 비등과 응축에 의해 냉각 작용을 하는 것이면 히트 파이프나 열 사이폰 모두 가능하다.The cooling chamber 10 may be a heat pipe or a heat siphon as long as it cools by the boiling and condensation of the working fluid.

상기 제1판(11)과 제2판(12)은 SUS 소재로 이루어지며 제1판(11)과 제2 판(12)의 플랜지(13a,13b) 부위가 용접이나 브레이징에 의해 접합되어 제1판(11)과 제2판(12) 사이에 작동유체가 수용되는 내부공간(17)이 형성된다.The first plate 11 and the second plate 12 are made of SUS material, and the flanges 13a and 13b of the first plate 11 and the second plate 12 are joined by welding or brazing. An internal space 17 is formed between the first plate 11 and the second plate 12 to accommodate the working fluid.

상기 플랜지(13a,13b)는 제1판(11)과 제2판(12)을 접합하면서 추후 히트싱크(40)와 체결시 히트싱크(40)가 직접 체결되는 부위가 된다.The flanges 13a and 13b are joined to the first plate 11 and the second plate 12 to be a portion to which the heat sink 40 is directly fastened when the heat sink 40 is later joined.

상기 플랜지(13a,13b) 부위의 용접 방법으로는 플랜지(13a,13b) 부위를 서로 겹쳐놓고 압력을 가하면서 전류를 흘려 접합부를 따라 용접하는 심(seam)용접, 두 전극에 용접할 플랜지(13a,13b)를 각각 물린 다음 그것들을 맞대고 눌러 붙이는 맞대기 용접이 있다.In the welding method of the flanges 13a and 13b, the seam welding is performed by overlapping the flanges 13a and 13b with each other and applying pressure while applying current, and the flanges 13a to be welded to the two electrodes. There is a butt weld that bites 13b) and then presses them together.

상기 제1판(11)과 제2판(12)의 소정 위치는 서로 마주보도록 내측으로 가압되어 다수의 함몰부(14a,14b)가 제1판(11)과 제2판(12)에 서로 대응되게 형성되되, 여기서는 길이방향으로 이격 형성된다.Predetermined positions of the first plate 11 and the second plate 12 are pressed inward to face each other so that a plurality of depressions 14a and 14b are mutually supported on the first plate 11 and the second plate 12. Correspondingly formed, but here they are spaced apart in the longitudinal direction.

상기 대응되는 함몰부(14a,14b)는 용접에 의해 서로 접합되고 이 함몰부(14a,14b)의 접합에 의해, 상기 내부공간(17)이 진공 상태가 되더라도 제1판(11)과 제2판(12)이 내측으로 쪼그라들지 않고 본래 형상을 유지하게 된다.The corresponding recessed portions 14a and 14b are joined to each other by welding, and by joining the recessed portions 14a and 14b, even if the inner space 17 is in a vacuum state, the first plate 11 and the second plate The plate 12 does not crumble inward and maintains its original shape.

상기 함몰부(14a,14b)간 용접 방법으로는 함몰부(14a,14b)를 서로 겹쳐놓고 전류를 가해 온도를 올린 다음 압력을 가해 점모양으로 용접하는 스폿 용접이 있다.The welding method between the depressions 14a and 14b includes spot welding in which the depressions 14a and 14b are overlapped with each other, a current is applied to increase the temperature, and a pressure is applied to the spots.

상기 함몰부(14a,14b) 중, 제1판(11)의 함몰부(14a)의 크기를 작게 제2판(12)의 함몰부(14b)보다 상대적으로 작게 형성하여, 기판(32)의 열을 냉각챔버(10)에 많이 전달할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Of the depressions 14a and 14b, the size of the depression 14a of the first plate 11 is made smaller than that of the depression 14b of the second plate 12, thereby reducing the size of the substrate 32. It is desirable to be able to transfer a lot of heat to the cooling chamber (10).

상기 제1판(11)과 제2판(12)에 강성을 부여해서 내측이나 외측으로 휘는 것을 방지하기 위하여 보강리브(15a,15b)가 길이방향을 따라 길게 형성되는 바, 이 보강리브(15a,15b)는 작동유체의 흐름을 유도하는 가이드 역할을 겸하게 된다.The reinforcing ribs 15a and 15b are formed long along the longitudinal direction to impart rigidity to the first plate 11 and the second plate 12 to prevent the inner plate and the outer plate from bending. 15b) serves as a guide for inducing the flow of the working fluid.

상기 제1판(11)과 제2판(12) 사이의 내부공간(17)에는 작동유체가 소정량 주입되는 바, 이 작동유체의 주입을 위해 제2판(12)에는 Cu나 SUS 소재의 주입구(16)가 형성된다.A predetermined amount of working fluid is injected into the internal space 17 between the first plate 11 and the second plate 12. In order to inject the working fluid, the second plate 12 is formed of Cu or SUS material. The injection port 16 is formed.

이 주입구(16)를 통해 소정량의 작동유체를 내부공간(17)에 주입한 후, 공기를 빼내어 내부공간(17)을 진공 상태로 만든 다음 주입구(16)를 양측에서 눌러 밀봉하게 된다.After injecting a predetermined amount of working fluid into the inner space 17 through the inlet 16, air is drawn out to make the inner space 17 in a vacuum state, and then the inlet 16 is pressed on both sides to seal it.

상기 주입구(16)를 제2판(12)에 형성하는 이유는 제1판(11)과 제2판(12)으로 이루어지는 냉각챔버(10)의 높이가 낮아 측면에 주입구(16)를 형성하기가 어렵기 때문이다.The reason why the injection hole 16 is formed in the second plate 12 is because the height of the cooling chamber 10 including the first plate 11 and the second plate 12 is low so as to form the injection hole 16 on the side surface. Because it is difficult.

이와 같은 구성에서 제1판(11)과 제2판(12)이 접합되고, 그 내부에 작동유체가 주입된 상태에서 진공 밀봉됨으로써 냉각챔버(10)가 제조된다.In this configuration, the cooling chamber 10 is manufactured by bonding the first plate 11 and the second plate 12 together and vacuum-sealing in a state in which a working fluid is injected therein.

이때 제1판(11)과 제2판(12)의 함몰부(14a,14b)가 소정간격으로 접합되어 있어 냉각챔버(10)의 내부가 진공 상태가 되더라도 내측으로 찌그러들지 않고 그 형상이 그대로 유지되어 변형될 염려가 없다.At this time, the recessed portions 14a and 14b of the first plate 11 and the second plate 12 are joined at predetermined intervals so that even if the inside of the cooling chamber 10 is in a vacuum state, the shape thereof is not crushed inward. There is no fear of being retained and deformed.

이와 같은 제작된 냉각챔버(10)를 제1판(11)이 LED 모듈(30)의 배면에 접촉되도록 부착하고, 히트싱크(40)에 탄성을 갖도록 형성된 클립(42)을 제1판(11)과 제2판(12)의 플랜지(13a,13b) 부위에 슬라이딩식으로 끼워 히트싱크(40)를 냉각챔 버(10)의 제2판(12)의 배면에 부착한다.The produced cooling chamber 10 is attached to the first plate 11 so as to contact the rear surface of the LED module 30, and the clip 42 formed to have elasticity in the heat sink 40 is attached to the first plate 11. ) And the flanges 13a and 13b of the second plate 12 are slidably attached to attach the heat sink 40 to the rear surface of the second plate 12 of the cooling chamber 10.

이와 같이 히트싱크(40)의 클립(42)이 제1판(11)과 제2판(12)의 플랜지(13a,13b)에 끼워져 맞물리는 방식으로 간단하게 체결할 수 있다.In this manner, the clip 42 of the heat sink 40 can be simply fastened by engaging the flanges 13a and 13b of the first plate 11 and the second plate 12 to engage with each other.

물론 LED 모듈(30)과 냉각챔버(10)는 열전도성 접착제를 이용하여 부착할 수도 있고, 볼트와 너트의 볼팅 작업에 의해 부착할 수도 있다.Of course, the LED module 30 and the cooling chamber 10 may be attached using a thermally conductive adhesive, or may be attached by bolting nuts and bolts.

또한, 냉각챔버(10)의 제1판(11)은 LED 모듈(30)의 기판(32)의 배면에 전면(全面) 접촉하고, 히트싱크(40)는 냉각챔버(10)의 일면 즉, 제2판(12)의 전체 또는 일부에 접촉한다.In addition, the first plate 11 of the cooling chamber 10 is in full contact with the rear surface of the substrate 32 of the LED module 30, and the heat sink 40 is one surface of the cooling chamber 10, that is, In contact with all or part of the second plate 12.

상기 LED 모듈(30)을 이용해 조명을 하고자 하는 경우 전원을 공급하면 상기 LED(34)가 점등하면서 조명을 하게 되고, 이때 LED(34)에서 열이 발생되어 LED 모듈(30)의 온도가 상승하게 된다.When the LED module 30 is to be illuminated when the power is supplied, the LED 34 lights up while being illuminated, and heat is generated from the LED 34 to raise the temperature of the LED module 30. do.

상기 LED 모듈(30)의 열은 LED 모듈(30)의 기판(32)의 배면과 면접촉한 제1판(11)을 통해 냉각챔버(10)의 작동유체에 전달되고, 상기 작동유체는 열에 의해 증발하여 증기 상태로 상승하게 되며, 이때, 상승한 증기는 제2판(12)에 부착된 히트싱크(40)의 방열핀(44)이나 대기에 열을 전달하여 응축되면서 냉각을 하게 된다.The heat of the LED module 30 is transferred to the working fluid of the cooling chamber 10 through the first plate 11 in surface contact with the back surface of the substrate 32 of the LED module 30, the working fluid is heated by heat Evaporated to rise to a vapor state, in which the elevated steam is cooled while condensing by transferring heat to the heat sink fin 44 or the atmosphere of the heat sink 40 attached to the second plate (12).

이 응축된 액체는 중력에 의해 냉각챔버(10)의 내부 표면을 따라 하부로 이동하게 되고 이의 반복으로 LED 모듈(30)에서 발생하는 열을 냉각하게 된다.The condensed liquid moves downward along the inner surface of the cooling chamber 10 by gravity, and repetitively cools the heat generated by the LED module 30.

이때 제1판(11)과 제2판(12)은 작동유체의 비등과 응축에 따라 외측으로나 내측으로 휘게 될 염려가 있으나, 길이방향으로 형성된 보강리브(15a,15b)에 의해 휨이 방지되고, 이 보강리브(15a,15b)는 작동유체의 흐름을 유도하는 가이드 역할 을 겸하게 된다.At this time, the first plate 11 and the second plate 12 may be bent outward or inward due to the boiling and condensation of the working fluid, but bending is prevented by the reinforcing ribs 15a and 15b formed in the longitudinal direction. The reinforcing ribs 15a and 15b also serve as guides to guide the flow of the working fluid.

이와 같이 제1판(11)과 제2판(12)이 드로잉 가공되어 LED 모듈(30)의 기판(32)의 배면과 히트싱크(40)에 면접촉하기 때문에 접촉면적 즉, 열 전달면적이 넓어 냉각효율을 높일 수 있고, LED 모듈(30)의 온도 상승 억제로 LED(34)와, 조명등을 구현하는 기타 전자 부품의 열화를 방지하여 수명을 연장할 수 있는 것이다.As described above, the first plate 11 and the second plate 12 are drawn to be in surface contact with the back surface of the substrate 32 of the LED module 30 and the heat sink 40. The wider the cooling efficiency can be increased, and the temperature increase of the LED module 30 can be prevented from deterioration of the LED 34 and other electronic components implementing the lighting, thereby extending the life.

상기 냉각챔버(10)와 히트싱크(40)로 열이 충분히 냉각되지 않는 경우에는 히트싱크(40)에 냉각팬을 부착하여 히트싱크(40)의 방열핀(44) 사이로 인공적으로 바람을 공급함으로써 냉각효율을 높일 수 있다.When the heat is not sufficiently cooled by the cooling chamber 10 and the heat sink 40, a cooling fan is attached to the heat sink 40 to artificially supply wind between the heat dissipation fins 44 of the heat sink 40. The efficiency can be improved.

또 냉각챔버(10)에 직접 열전소자를 부착하여 열전소자에 전류를 공급함으로써 냉각효율을 높일 수 있다.In addition, by attaching a thermoelectric element directly to the cooling chamber 10 to supply a current to the thermoelectric element can increase the cooling efficiency.

상기 열전소자는 N형 반도체소자와 P형 반도체소자를 금속판으로 연결시킨 펠티어소자로서, 이와 같은 열전소자에 전원을 공급하게 되면, 제1접촉금속판을 통하여 N형 반도체소자로 전류가 전달된 다음 연결금속판과 P형 반도체소자를 통하여 제2접촉금속판으로 전류가 흐르게 되므로서, 제1 및 제2접촉금속판에서는 발열현상이 발생하고 연결금속판에서는 흡열현상이 발생하게 된다.The thermoelectric device is a Peltier device in which an N-type semiconductor device and a P-type semiconductor device are connected by a metal plate. When a power is supplied to the thermoelectric device, current is transferred to the N-type semiconductor device through a first contact metal plate and then connected. Since current flows to the second contact metal plate through the metal plate and the P-type semiconductor element, heat generation occurs in the first and second contact metal plates, and endothermic phenomenon occurs in the connection metal plate.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각장치의 일부 절개 사시도이고, 도 4는 도 3에 나타낸 냉각장치의 설치예를 나타내는 단면도이다.3 is a partially cutaway perspective view of a cooling apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of installation of the cooling apparatus shown in FIG.

도시된 바와 같이 냉각챔버(20)는 LED 모듈(30)의 기판(32)의 배면에 접촉하는 제1판(21)과 제1판(21)에 접합되는 제2판(22)으로 이루어지고, 냉각챔버(20) 내부에 비등과 응축에 의해 냉각 작용을 하는 작동유체가 주입된 상태에서 밀봉된다.As shown, the cooling chamber 20 is composed of a first plate 21 in contact with the rear surface of the substrate 32 of the LED module 30 and a second plate 22 bonded to the first plate 21. The inside of the cooling chamber 20 is sealed while a working fluid for cooling by boiling and condensation is injected.

이때 상기 제1판(21)과 제2판(22)은 판상의 재료를 드로잉 가공하는 것에 의해 서로를 향해서 내측으로 절곡되어 소정의 높이를 갖게 되며, 끝단부는 외측으로 절곡되어 서로 접합할 수 있도록 플랜지(23a,23b)가 형성된다.At this time, the first plate 21 and the second plate 22 are bent inward toward each other by drawing the plate-like material to have a predetermined height, and the ends are bent outward so that they can be joined to each other. Flange 23a, 23b is formed.

상기 냉각챔버(20)는 작동유체의 비등과 응축에 의해 냉각 작용을 하는 것이면 히트 파이프나 열 사이폰 모두 가능하다.The cooling chamber 20 may be either a heat pipe or a heat siphon as long as it cools by the boiling and condensation of the working fluid.

상기 제1판(21)과 제2판(22)은 SUS 소재로 이루어지며 제1판(21)과 제2판(22)의 플랜지(23a,23b) 부위가 용접이나 브레이징에 의해 접착되어 제1판(21)과 제2판(22) 사이에 작동유체가 수용되는 내부공간(27)이 형성된다.The first plate 21 and the second plate 22 are made of SUS material, and the flanges 23a and 23b of the first plate 21 and the second plate 22 are bonded by welding or brazing. An internal space 27 is formed between the first plate 21 and the second plate 22 to accommodate the working fluid.

상기 제1판(21)과 제2판(22)의 소정 위치는 서로를 향하도록 내측으로 가압되어 다수의 함몰부(24a,24b)가 제1판(21)과 제2판(22)에 서로 대응되게 형성되되, 여기서는 길이방향으로 이격 형성된다.Predetermined positions of the first plate 21 and the second plate 22 are pressed inward to face each other so that a plurality of depressions 24a and 24b are applied to the first plate 21 and the second plate 22. It is formed to correspond to each other, but here it is formed spaced apart in the longitudinal direction.

상기 대응되는 함몰부(24a,24b)는 용접에 의해 서로 접합되고 이 함몰부(24a,24b)의 상호 접합에 의해, 내부공간(27)이 진공 상태가 되더라도 제1판(21)과 제2판(22)이 내측으로 쪼그라들지 않고 그 형상을 유지하게 된다.The corresponding recesses 24a and 24b are joined to each other by welding, and by the mutual joining of the recesses 24a and 24b, even if the inner space 27 is in a vacuum state, the first plate 21 and the second The plate 22 does not crumble inward and maintains its shape.

상기 함몰부(24a,24b) 중, 제1판(21)의 함몰부(24a)의 크기를 작게 제2판(22)의 함몰부(24b)보다 상대적으로 작게 형성하여, 기판(32)의 열을 냉각챔버(10)에 많이 전달할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Among the depressions 24a and 24b, the size of the depression 24a of the first plate 21 is made smaller than that of the depression 24b of the second plate 22, so that the substrate 32 It is desirable to be able to transfer a lot of heat to the cooling chamber (10).

상기 제1판(21)과 제2판(22)에 강성을 부여해서 내측이나 외측으로 휘는 것을 방지하기 위하여 보강리브(25a,25b)가 길이방향을 따라 길게 형성되는 바, 이 보강리브(25a,25b)는 작동유체의 흐름을 유도하는 가이드 역할을 겸하게 된다.The reinforcing ribs 25a and 25b are formed long along the longitudinal direction to impart rigidity to the first plate 21 and the second plate 22 to prevent the inner plate and the outer plate from bending. 25b) serves as a guide for inducing the flow of the working fluid.

상기 제1판(21)과 제2판(22) 사이의 내부공간(27)에는 작동유체가 소정량 주입되는 바, 이 작동유체의 주입을 위해 제2판(22)에는 Cu나 SUS 소재의 주입구(26)가 형성된다.A predetermined amount of working fluid is injected into the internal space 27 between the first plate 21 and the second plate 22. For the injection of the working fluid, the second plate 22 is formed of Cu or SUS material. An injection hole 26 is formed.

이 주입구(26)를 통해 소정량의 작동유체를 내부공간(27)에 주입한 후 공기를 빼내어 내부공간(27)을 진공 상태로 만든 다음, 주입구(26)를 양측에서 눌러 밀봉하게 된다.After injecting a predetermined amount of working fluid into the inner space 27 through the inlet 26, air is drawn out to make the inner space 27 in a vacuum state, and then the inlet 26 is pressed on both sides to seal.

이와 같은 구성에 의해 제1판(21)과 제2판(22)이 접합되고, 그 내부공간(27)에 작동유체가 주입된 상태에서 진공 밀봉됨으로써 냉각챔버(20)가 완성된다.By such a configuration, the first chamber 21 and the second panel 22 are joined to each other, and the cooling chamber 20 is completed by vacuum sealing in a state where the working fluid is injected into the internal space 27.

이때 제1판(21)과 제2판(22)의 함몰부(24a,24b)가 소정간격으로 접합되어 있어 냉각챔버(20)의 내부가 진공 상태가 되더라도 내측으로 찌그러들지 않고 그 형상이 그대로 유지되어 변형될 염려가 없다.At this time, the recessed portions 24a and 24b of the first plate 21 and the second plate 22 are joined at predetermined intervals so that even if the inside of the cooling chamber 20 is in a vacuum state, its shape is not crushed inward. There is no fear of being retained and deformed.

이와 같은 제작된 냉각챔버(20)를 제1판(21)이 LED 모듈(30)의 기판(32)의 배면에 접촉되도록 부착하고, 히트싱크(40)에 탄성을 갖도록 형성된 클립(42)을 제1판(21)과 제2판(22)의 플랜지(23a,23b) 부위에 슬라이딩 방식으로 끼워 히트싱크(40)를 냉각챔버(20)의 양 측면에 부착한다.The first cooling plate 20 is attached such that the first plate 21 is in contact with the rear surface of the substrate 32 of the LED module 30, and the clip 42 formed to have elasticity in the heat sink 40 is attached. The heat sink 40 is attached to both sides of the cooling chamber 20 by slidingly fitting the flanges 23a and 23b of the first plate 21 and the second plate 22.

이와 같이 히트싱크(40)의 클립(42)이 제1판(21)과 제2판(22)의 플랜지(23a,23b)에 끼워져 맞물리는 방식으로 냉각챔버(20)의 양 측면에 간단하게 체결할 수 있다.In this way, the clip 42 of the heat sink 40 is simply fitted to both sides of the cooling chamber 20 in such a manner that the clips 42 of the heat sink 40 are engaged with the flanges 23a and 23b of the first plate 21 and the second plate 22. Can be tightened.

또한, LED 모듈(30)과 냉각챔버(20)는 열전도성 접착제를 이용하여 부착할 수도 있고, 볼트와 너트의 볼팅 작업에 의해 부착할 수도 있다.In addition, the LED module 30 and the cooling chamber 20 may be attached using a thermally conductive adhesive, or may be attached by bolting nuts and bolts.

또한, 냉각챔버(20)의 제1판(21)은 LED 모듈(30)의 배면에 전면(全面) 접촉하고, 히트싱크(40)는 냉각챔버(20)의 양 측면 전체 또는 일부에 면접촉한다.In addition, the first plate 21 of the cooling chamber 20 is in full contact with the rear surface of the LED module 30, and the heat sink 40 is in surface contact with all or part of both sides of the cooling chamber 20. do.

이와 같이 설치된 냉각장치의 작용 및 효과는 도 1 및 도 2와 같고, 냉각이 부족한 경우에 냉각팬이나 열전소자를 부착하는 기술도 전술한 바 있으므로 여기서는 상세한 설명을 약하다. The operation and effects of the cooling device installed as described above are the same as those of FIGS. 1 and 2, and a technique of attaching a cooling fan or a thermoelectric element in the case of insufficient cooling has been described above, and thus, the detailed description thereof is weak.

이와 같이 본 발명에서는 히트싱크(40)가 기판(32)의 배면에 부착되는 냉각챔버(10,20)의 일면을 제외한 나머지 면에 그 위치에 관계없이 나머지 면 전체 또는 일부에 접촉한다.As described above, in the present invention, the heat sink 40 contacts all or part of the remaining surface regardless of its position on the remaining surface except for one surface of the cooling chambers 10 and 20 attached to the rear surface of the substrate 32.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각장치의 대략적인 구조도로서, 상기 냉각챔버가 히트 파이프인 경우의 구조도이다.5 is a schematic structural diagram of a cooling apparatus according to a third embodiment of the present invention, in which the cooling chamber is a heat pipe.

도시된 바와 같이 히트 파이프(60)의 제1판(61)을 LED 모듈의 기판의 배면(미도시)에 부착되는 부착부(61a)와, 그 부착부(61a)에서 연장되는 방열부(61b)로 구성하여, 부착부(61a)의 내측에는 모세관 구조를 갖는 윅(wick,64)을 구비하고, 제2판(62)의 내측에는 상기 윅(64)을 지지할 수 있도록 지지돌기(63)를 소정 간격으로 형성한다.As shown, the attachment portion 61a attaches the first plate 61 of the heat pipe 60 to the rear surface (not shown) of the substrate of the LED module, and the heat dissipation portion 61b extending from the attachment portion 61a. And a wick 64 having a capillary structure inside the attachment portion 61a, and a support protrusion 63 so as to support the wick 64 inside the second plate 62. ) Are formed at predetermined intervals.

즉, 제1판(61)과 제2판(62) 사이의 내부공간(65)에서 제1판(61)의 윅(64)이 제2판(62)의 지지돌기(63)에 의해 지지되는 구조를 갖는다.That is, the wick 64 of the first plate 61 is supported by the support protrusion 63 of the second plate 62 in the internal space 65 between the first plate 61 and the second plate 62. It has a structure.

상기 제1판(61)의 방열부(61b)와 대응되는 제2판(62)의 외측에는 히트싱크(40)를 부착하여 방열할 수 있도록 한다.The heat sink 40 is attached to the outside of the second plate 62 corresponding to the heat dissipation portion 61b of the first plate 61 to dissipate heat.

상기한 구조에서 작동유체는 내부공간(65)의 하부(방열부(61b) 반대측)와 윅(64)에 함유된 상태로 위치하게 되고, LED 모듈의 열이 냉각챔버(60)에 전달되면 윅(64)에 함유된 작동유체나 내부공간 하부의 작동유체가 열에 의해 증발하여 증기 상태로 상승하게 되며, 이때 상승한 증기는 히트싱크(40)나 대기에 열을 전달하여 응축되면서 냉각을 하게 된다.In the above structure, the working fluid is positioned in the state of being contained in the lower part of the inner space 65 (the opposite side of the heat dissipating part 61b) and the wick 64, and when the heat of the LED module is transferred to the cooling chamber 60, the wick The working fluid contained in 64 or the working fluid below the inner space is evaporated by heat to rise to a vapor state, and the raised steam is cooled by transferring heat to the heat sink 40 or the atmosphere to condense.

이 응축된 액체는 윅(64)을 따라 하강하면서 열에 의해 조금씩 증발한다.This condensed liquid evaporates little by little while descending along the wick 64.

본 발명은 상기한 실시예에서 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며, 이 역시 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified and implemented within the scope not departing from the gist of the present invention, which will also belong to the claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각장치의 일부 절개 사시도,1 is a partially cutaway perspective view of a cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 나타낸 냉각장치의 설치예를 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view showing an installation example of the cooling device shown in FIG. 1;

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각장치의 일부 절개 사시도.3 is a partially cutaway perspective view of a cooling apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 나타낸 냉각장치의 설치예를 나타내는 단면도,4 is a cross-sectional view showing an installation example of the cooling device shown in FIG. 3;

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각장치의 대략적인 구조도.5 is a schematic structural diagram of a cooling apparatus according to a third embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10,20: 냉각챔버 11,21: 상판10,20: cooling chamber 11,21: top plate

12,22: 하판 13,23: 플랜지12,22: Bottom plate 13,23: Flange

14,24: 함몰부 15,25: 보강 리브14,24: depression 15,25: reinforcing rib

16,26: 주입구 17,27: 내부공간16, 26: inlet 17, 27: internal space

30: 엘이디 모듈 32: 기판30: LED module 32: substrate

34: LED 40: 히트싱크34: LED 40: Heatsink

42: 클립 60: 히트 파이프42: clip 60: heat pipe

Claims (14)

다수의 LED가 기판에 실장되어 이루어지는 엘이디 모듈;An LED module in which a plurality of LEDs are mounted on a substrate; 소정의 높이를 갖고 테두리부에 플랜지가 형성되며 상기 엘이디 모듈의 기판의 배면에 면접촉되도록 부착되는 제1판과, 판 형상으로 테두리부에 플랜지가 형성되어 상기 제1판의 플랜지와 접합하는 것에 의해 제1판과의 사이에 내부공간을 형성하는 제2판과, 상기 내부공간에 주입되어 비등과 응축에 의해 냉각 작용을 하는 작동유체로 이루어진 냉각챔버; 및The first plate has a predetermined height and a flange is formed in the rim and the surface is attached to the back surface of the substrate of the LED module, and the flange is formed in the rim in a plate shape to join the flange of the first plate A cooling chamber comprising a second plate forming an inner space between the first plate and a working fluid injected into the inner space to cool by boiling and condensation; And 상기 기판의 배면에 면접촉되는 면을 제외한 냉각챔버의 전체 또는 일부에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크를 포함하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lighting lamp having a cooling device including a heat sink for dissipating heat to the outside in contact with the whole or part of the cooling chamber except for the surface in contact with the back surface of the substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1판은 드로잉 가공에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lighting lamp having a cooling device, characterized in that the first plate is produced by a drawing process. 다수의 LED가 기판에 실장되어 이루어지는 엘이디 모듈;An LED module in which a plurality of LEDs are mounted on a substrate; 소정의 높이를 갖고 테두리부에 플랜지가 형성되며 상기 엘이디 모듈의 기판의 배면에 면접촉되도록 부착되는 제1판과, 소정의 높이를 갖고 테두리부에 플랜지가 형성되어 상기 제1판의 플랜지와 접합하는 것에 의해 제1판과의 사이에 내부공 간을 형성하는 제2판과, 상기 내부공간에 주입되어 비등과 응축에 의해 냉각 작용을 하는 작동유체로 이루어진 냉각챔버; 및A first plate having a predetermined height and having a flange formed at a rim thereof, and attached to the back surface of the substrate of the LED module to be in surface contact, and a flange having a predetermined height formed at the rim thereof to be joined to the flange of the first plate A cooling chamber comprising a second plate forming an inner space between the first plate and a working fluid injected into the inner space and cooling by boiling and condensation; And 상기 기판의 배면에 면접촉되는 면을 제외한 냉각챔버의 전체 또는 일부에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크를 포함하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lighting lamp having a cooling device including a heat sink for dissipating heat to the outside in contact with the whole or part of the cooling chamber except for the surface in contact with the back surface of the substrate. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제1판과 제2판은 드로잉 가공에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lamp having a cooling device, characterized in that the first plate and the second plate is manufactured by a drawing process. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 제1판과 제2판에는 가압에 의해 내측으로 함몰되는 함몰부가 서로 대응되게 다수 형성되어 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lighting lamp having a cooling device, characterized in that the first plate and the second plate is formed in a plurality of depressions recessed inward by the pressure to correspond to each other are bonded to each other. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1판에 형성된 함몰부의 크기가 제2판에 형성된 함몰부의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lamp having a cooling device, characterized in that the size of the depression formed in the first plate is smaller than the size of the depression formed in the second plate. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 제1판과 제2판에는 강성을 보강하기 위해 제1판과 제2판의 길이방향을 따라 보강리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lighting lamp having a cooling device, characterized in that the reinforcing ribs are formed in the first plate and the second plate along the longitudinal direction of the first plate and the second plate to reinforce rigidity. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 냉각챔버는 히트 파이프나 열 사이폰 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.The cooling chamber is an LED lamp having a cooling device, characterized in that any one of a heat pipe or a heat siphon. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 냉각챔버에 작동유체를 주입하기 위한 주입구는 제2판에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lighting lamp having a cooling device, characterized in that the inlet for injecting the working fluid into the cooling chamber is formed in the second plate. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 히트싱크에 탄성을 갖도록 클립이 형성되어 제1판과 제2판의 플랜지 부위에 끼워지는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lighting lamp having a cooling device, characterized in that the clip is formed to have elasticity in the heat sink is fitted to the flange portion of the first plate and the second plate. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 히트싱크에 냉각팬을 부착하여 히트싱크에 인위적으로 바람을 공급해서 냉각하는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.An LED lamp having a cooling device, characterized by attaching a cooling fan to the heat sink to artificially supply air to the heat sink to cool. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 제1판이 엘이디 모듈의 기판에 부착되는 부착부와 그 부착부에서 연장되는 방열부로 구성되고, 상기 부착부의 내측에는 윅(wick)이 구비되어 제2판의 내측에 소정 간격으로 형성된 지지돌기에 의해 지지되는 히트 파이프인 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.The first plate comprises an attachment portion attached to the substrate of the LED module and a heat dissipation portion extending from the attachment portion, and a wick is provided inside the attachment portion to support protrusions formed at predetermined intervals inside the second plate. An LED lamp having a cooling device, characterized in that the heat pipe supported by. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 제1판의 방열부와 대응되는 제2판의 외측에 히트싱크가 부착되는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lighting lamp having a cooling device, characterized in that the heat sink is attached to the outside of the second plate corresponding to the heat radiating portion of the first plate. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 냉각챔버에 N형 반도체소자와 P형 반도체소자가 금속판에 의해 연결되는 열전소자가 부착되는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 구비한 엘이디 조명등.LED lighting lamp having a cooling device, characterized in that the thermoelectric element is connected to the cooling chamber is connected to the N-type semiconductor element and the P-type semiconductor element by a metal plate.
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