KR20110101937A - 조명 장치 - Google Patents

조명 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110101937A
KR20110101937A KR1020100021326A KR20100021326A KR20110101937A KR 20110101937 A KR20110101937 A KR 20110101937A KR 1020100021326 A KR1020100021326 A KR 1020100021326A KR 20100021326 A KR20100021326 A KR 20100021326A KR 20110101937 A KR20110101937 A KR 20110101937A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat dissipation
light source
source module
light emitting
emitting device
Prior art date
Application number
KR1020100021326A
Other languages
English (en)
Inventor
나윤환
장한별
지용근
강규철
박충건
김진종
이태홍
이철호
Original Assignee
삼성엘이디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성엘이디 주식회사 filed Critical 삼성엘이디 주식회사
Priority to KR1020100021326A priority Critical patent/KR20110101937A/ko
Publication of KR20110101937A publication Critical patent/KR20110101937A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

조명 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 장치는 기판과, 상기 기판상에 실장된 하나 이상의 발광소자 패키지를 포함하는 광원 모듈; 상기 광원 모듈을 장착하도록 중심부에 전면을 향해 개방된 캐비티 및 상기 캐비티의 둘레를 따라서 관통형성되는 복수의 통풍공을 구비하는 방열판과, 상기 광원 모듈의 열을 방출하도록 상기 방열판의 후면으로 연장되어 상기 방열판의 테두리를 따라 방사상으로 구비되며 상기 복수의 통풍공 사이에 위치하도록 배치되어 상기 통풍공과 연통하는 통풍 유로를 형성하는 복수의 방열핀을 포함하는 방열부; 상기 방열핀의 단부와 접하여 고정되도록 구비되며, 표면에 복수의 분사홀을 구비하여 상기 방열부로 공기를 분사하는 냉각수단; 및 상기 광원 모듈 및 냉각수단과 연결되어 외부로부터 상기 발광소자 패키지와 냉각수단으로 전원을 공급하는 전기연결부;를 포함할 수 있다.

Description

조명 장치{Illuminating Device}
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자를 광원으로 사용하는 조명 장치에 관한 것이다.
발광소자(LED, Light Emitting Device)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.
이러한 발광소자는 우수한 단색성 피크 파장을 가지며 광 효율성이 우수하고 소형화가 가능하다는 장점과 친환경, 저소비전력 등의 이유로 TV, 컴퓨터, 조명, 자동차 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있으며, 점차적으로 활용분야를 넓혀 나가고 있는 실정이다.
이러한 발광소자를 광원으로 사용하는 조명 장치의 경우 기존의 백열등이나 할로겐 램프에 비해 수명이 길다는 장점때문에 큰 호응을 얻고 있다.
그러나, 발광소자는 인가되는 전류 크기의 증가에 따라서 많은 열을 발생시키는데, 이러한 열은 발광효율의 저하와 수명을 단축시키는 문제를 발생시킨다.
따라서, 조명 장치의 장점인 긴 수명을 유지하기 위해서는 열 방출을 극대화할 수 있는 구조에 대한 연구가 필요하며, 보다 효율적인 방열을 위한 구조 개선에 많은 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 구조가 간단하고, 열 방출 효율을 향상시켜 발광소자의 광출력을 증가시키며, 사용수명을 연장시킬 수 있는 조명 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 장치는 기판과, 상기 기판상에 실장된 하나 이상의 발광소자 패키지를 포함하는 광원 모듈; 상기 광원 모듈을 장착하도록 중심부에 전면을 향해 개방된 캐비티 및 상기 캐비티의 둘레를 따라서 관통형성되는 복수의 통풍공을 구비하는 방열판과, 상기 광원 모듈의 열을 방출하도록 상기 방열판의 후면으로 연장되어 상기 방열판의 테두리를 따라 방사상으로 구비되며 상기 복수의 통풍공 사이에 위치하도록 배치되어 상기 통풍공과 연통하는 통풍 유로를 형성하는 복수의 방열핀을 포함하는 방열부; 상기 방열핀의 단부와 접하여 고정되도록 구비되며, 표면에 복수의 분사홀을 구비하여 상기 방열부로 공기를 분사하는 냉각수단; 및 상기 광원 모듈 및 냉각수단과 연결되어 외부로부터 상기 발광소자 패키지와 냉각수단으로 전기 신호를 공급하는 전기연결부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방열판은 상기 캐비티의 내주면을 따라 복수개 구비되어 각각 상기 통풍 유로와 연통되는 배기공을 구비할 수 있다.
또한, 상기 냉각수단은, 소정 크기의 내부공간을 구비하며, 상기 방열핀과 마주하는 표면에 상기 복수의 분사홀을 관통형성하여 구비하는 본체; 상기 본체 내에 구비되며, 상하 요동운동을 통해 발생하는 공기흐름을 상기 분사홀을 통해 상기 방열핀으로 분사하는 막(membrane) 구조물; 및 전기 신호 인가시 상기 막 구조물이 상하 요동운동을 하도록 구동시키는 액츄에이터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 분사홀은 상기 본체의 테두리를 따라 구비되며, 각각 상기 복수의 방열핀 사이에 위치하도록 배치되어 각각의 방열핀 사이로 공기를 분사할 수 있다.
또한, 상기 광원 모듈을 보호하도록 상기 방열판의 캐비티 전면에 구비되는 커버부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 커버 부재는 각 발광소자 패키지의 위치에 대응하여 상기 발광소자 패키지가 외부로 일부 노출될 수 있도록 삽입홀을 관통형성하여 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치는 기판과, 상기 기판상에 실장된 하나 이상의 발광소자 패키지를 포함하는 광원 모듈; 상기 광원 모듈이 일면에 실장되며, 내부로 주입되는 냉매가 증발하여 증기로 배출되면서 상기 광원 모듈을 냉각시키는 냉각수단; 상기 광원 모듈과 냉각수단을 장착하도록 중심부에 전면을 향해 개방된 캐비티 및 상기 캐비티의 둘레를 따라서 관통형성되는 복수의 통풍공을 구비하는 방열판과, 상기 냉각수단의 열을 방출하도록 상기 방열판의 후면으로 연장되어 상기 방열판의 테두리를 따라 방사상으로 구비되며 상기 복수의 통풍공 사이에 위치하도록 배치되어 상기 통풍공과 연통하는 통풍 유로를 형성하는 복수의 방열핀을 포함하는 방열부; 및 상기 광원 모듈 및 냉각수단과 연결되어 외부로부터 상기 발광소자 패키지와 냉각수단으로 전기 신호를 공급하는 전기연결부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방열판은 상기 캐비티의 내주면을 따라 복수개 구비되어 각각 상기 통풍 유로와 연통되는 배기공을 구비할 수 있다.
또한, 상기 냉각수단은, 공급관을 통해 공급되는 냉매를 수용하는 소정 크기의 리저버와, 상기 리저버와 복수의 노즐을 통해 연통되어 상기 노즐을 통해 주입된 냉매가 증기 상태로 증발되어 배출관을 통해 배출되는 증발공간을 구비하는 본체; 및 상기 공급관 및 배출관과 연결되어 상기 리저버로 냉매를 공급하고, 상기 증발공간으로부터 증발된 증기를 공급받는 응축기;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체의 공급관과 배출관은 상기 광원 모듈이 실장되는 상기 본체의 반대측면에 각각 구비될 수 있다.
또한, 상기 응축기 내의 냉매가 상기 공급관을 통해 상기 리저버로 공급되도록 하는 펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광원 모듈을 보호하도록 상기 방열판의 캐비티 전면에 구비되는 커버부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 커버 부재는 각 발광소자 패키지의 위치에 대응하여 상기 발광소자 패키지가 외부로 일부 노출될 수 있도록 삽입홀을 관통형성하여 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면 공기순환이 용이하여 가열된 공기가 적체됨이 없이 방출될 수 있으며, 냉매의 공급을 통해 액상-기상의 상변화에 따른 증발잠열을 이용하여 방열효율을 극대화할 수 있다. 따라서 고출력 발광소자 조명 장치를 개발하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 조명 장치에서 광원 모듈과 커버부재를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 조명 장치에서 방열부를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 조명 장치에서 냉각수단을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 냉각수단의 작동원리를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 6은 냉각수단과 결합된 방열부에서의 공기흐름을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 조명 장치에서 냉각수단을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7의 냉각수단을 통한 냉매의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에 관한 사항을 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 조명 장치에서 광원 모듈과 커버부재를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 1의 조명 장치에서 방열부를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 1의 조명 장치에서 냉각수단을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 냉각수단의 작동원리를 개략적으로 설명하는 도면이며, 도 6은 냉각수단과 결합된 방열부에서의 공기흐름을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(1)는 광원 모듈(100), 방열부(200), 냉각수단(300), 전기연결부(400)를 포함하며, 상기 광원 모듈을 보호하는 커버부재(500)를 더 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 광원 모듈(100)은 기판(110)과, 상기 기판상에 실장된 하나 이상의 발광소자 패키지(120)를 포함한다.
특히, 상기 광원 모듈(100)은 외부에서 인가되는 전기 신호에 의해 소정 파장의 빛을 출사하는 반도체 소자의 일종인 발광소자(LED)를 광원으로 사용하며, 상기 발광소자 패키지(120)는 상기 발광소자를 내부에 하나 또는 복수개 구비한다.
상기 기판(110)은 인쇄회로기판(PCB)의 일종으로 에폭시, 트리아진, 실리콘, 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, AlN, Al2O3 등의 세라믹 소재, 또는 금속 및 금속화합물을 소재로 하여 형성될 수 있으며, 구체적으로는 메탈 PCB의 일종인 MCPCB인 것이 바람직하다.
발광소자 패키지(120)가 장착되는 상기 기판(110)의 반대면에는 상기 발광소자 패키지(120)와 전기적으로 연결되는 회로 배선(미도시)이 구비된다. 그리고, 발광소자 패키지(120)가 장착되는 상기 기판(110)의 반대면과 방열부(200) 사이에는 열저항을 최소화시키기 위해 방열패드, 상변화 물질, 또는 방열 테이프 등의 열계면 물질(Thermal Interface Material)(미도시)을 사용하여 결합시킬 수 있다.
상기 방열부(200)는 상기 광원 모듈(100)을 수용하여 지지하는 하우징으로서의 기능과, 상기 광원 모듈(100)에서 발생하는 열을 외부로 방출시키는 히트 싱크로서의 기능을 수행한다.
도 1 및 도 3에서와 같이, 상기 방열부(200)는 상기 광원 모듈(100)을 장착하도록 전면을 향해 개방된 캐비티(211)를 구비하는 방열판(210)과, 상기 방열판(210)의 후면으로 연장되어 상기 방열판(210)의 테두리를 따라 방사상으로 구비되는 복수의 방열핀(220)을 포함한다.
그리고, 상기 방열판(210)은 중심부에 구비되는 상기 캐비티(211)의 둘레를 따라서 관통형성되는 복수의 통풍공(212)을 구비하며, 상기 복수의 방열핀(220)은 상기 복수의 통풍공(212) 사이에 위치하도록 배치되어 상기 통풍공(212)과 연통하는 통풍 유로(222)를 형성한다.
따라서, 상기 방열핀(220)들 사이에 형성되는 상기 통풍 유로(222)를 따라 흐르는 공기는 상기 통풍공(212)을 통해 외부로 방출됨으로써 상기 방열핀(220)을 냉각시키게 된다. 특히, 방사상으로 구비되는 통풍 유로(222)는 각각 통풍공(212)과 연통되어 가열된 공기가 정체되지 않고 흐름을 유지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 방열판(210)은 상기 캐비티(211)의 내주면을 따라 복수개 구비되어 각각 상기 통풍 유로(222)와 연통되는 배기공(213)을 구비한다. 즉, 상기 캐비티(211) 내에 수용되는 상기 광원 모듈(100)과 인접하여 상기 캐비티(211)의 내주면을 따라 상기 배기공(213)을 구비함으로써 상기 광원 모듈(100)에서 발생되는 열을 상기 캐비티(211)로부터 외부로 배기시킬 수 있다.
특히, 상기 배기공(213)은 각각 상기 통풍 유로(222)와 연결되어 있어 상기 광원 모듈(100)에서 발생한 열에 의해 가열된 공기(G)는 상기 캐비티(211) 내부에 적체되지 않고 상기 배기공(213)을 통해 상기 통풍 유로(222)로 방출될 수 있으며, 따라서 상기 캐비티(211) 내의 온도를 낮춰 상기 광원 모듈(100)을 냉각시키는 것이 가능하다.
한편, 상기 냉각수단(300)은 상기 방열핀(220)의 후방 단부와 접하여 고정되도록 구비되며, 표면에 복수의 분사홀(311)을 구비하여 상기 방열부(200)로 공기(G)를 분사한다. 즉, 강제적으로 공기 흐름을 발생시켜 상기 방열부(200)를 냉각시킨다. 이 때, 상기 분사홀(311)을 통해 분사되는 공기(G)는 마이크로 에어 젯(micro air jet) 형태로 분사될 수 있다.
도 4 및 도 5에서와 같이, 상기 냉각수단(300)은 소정 크기의 내부공간을 구비하는 본체(310), 상기 본체(310) 내에 구비되는 막(membrane) 구조물(320), 상기 막 구조물(320)을 구동시키는 액츄에이터(330)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 본체(310)는 방사상으로 배치되는 상기 방열핀(220)의 후방 단부와 접하도록 전체적으로 원반형태의 구조를 가지며, 상기 방열핀(220)들에 의해 그려지는 가상 원의 외주면과 대응되는 크기로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않고 다각형과 같은 다른 형태의 구조로 형성되는 것도 가능하다. 그리고, 상기 방열핀(220)과 마주하는 상기 본체(310)의 표면에는 상기 복수의 분사홀(311)을 관통형성하여 구비한다. 이 경우 상기 복수의 분사홀(311)은 상기 본체(310) 표면의 테두리를 따라 구비되며, 각각 상기 복수의 방열핀(220) 사이에 위치하도록 배치되어 각각의 방열핀(220) 사이로 공기(G)를 분사할 수 있도록 한다.
상기 막 구조물(320)은 상기 본체(310) 내에 구비되어 상하 혹은 좌우 요동운동을 통해 공기흐름을 발생시키고, 이를 상기 분사홀(311)을 통해 상기 방열핀(220)으로 분사하도록 한다. 이러한 막 구조물(320)은 러버(rubber)와 같이 탄성력을 가지는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 액츄에이터(330)는 전기 신호 인가시 상기 막 구조물(320)이 상하(혹은 좌우) 요동운동을 하도록 구동시키는 구동원의 일종이며, 스테핑 모터(stepping motor) 또는 압전 모터(piezoelectric motor) 등이 사용될 수 있다. 이러한 액츄에이터(330)는 상기 막 구조물(320)과 함께 본체(310) 내에 구비될 수 있으며, 또는 상기 본체(310) 외부에 구비될 수도 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 냉각수단(300)은 도 6에서와 같이 방열핀(220) 사이의 통풍 유로(222)로 강제 분사되는 공기흐름을 통해 소용돌이에 의한 후류 효과(wake effect)를 촉진시켜 방열핀(220)의 표면에서 열전달을 향상시킴으로써 방열핀(220)의 냉각 효과를 극대화시키는 것이 가능하다. 또한, 이러한 통풍 유로(222)를 따라 흐르는 강제 유동에 의해 캐비티(211) 내부와 외부의 압력차에 의해 발생된 유동장에 따라 캐비티(211) 내에 정체된 열을 외부로 방출시킴으로써 보다 효과적인 방열이 가능하다.
상기 전기연결부(400)는 하우징(410)의 내부에 구비되는 전원공급장치(SMPS)(420) 등을 통해 상기 광원 모듈(100)과 냉각수단(300)으로 전기 신호를 공급한다. 상기 하우징(410)은 상기 방열핀(220)의 후방에 구비되는 상기 냉각수단(300)을 덮어 보호하도록 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 하우징(410)의 외측면과 상기 방열핀(220)의 외측면은 접합면을 따라 서로 연속하여 연결되는 구조로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 커버 부재(500)는 상기 광원 모듈(100)을 보호하도록 상기 방열판(210)의 캐비티(211) 전면에 장착된다. 이러한 커버 부재(500)는 PC, 플라스틱, 실리카, 아크릴, 유리 등의 소재로 형성될 수 있으며, 광투과성을 위해 투명하게 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
특히, 상기 커버 부재(500)는 도 2에서처럼 각 발광소자 패키지(120)의 위치에 대응하여 상기 발광소자 패키지(120)가 외부로 일부 노출될 수 있도록 삽입홀(510)을 관통형성하여 구비한다. 상기 삽입홀(510)은 상기 각 발광소자 패키지(120)의 직상부에 위치하며, 상기 발광소자 패키지(120)의 상부가 일부 삽입되어 외부로 돌출되어 노출될 수 있도록 한다.
한편, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7의 조명 장치에서 냉각수단을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 9는 도 7의 냉각수단을 통한 냉매의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7의 실시예에 따른 조명 장치의 경우, 도 1의 실시예와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 냉각수단(300')과 관련하여 상기 광원 모듈(100)과 함께 상기 방열판(210)의 캐비티(211)내에 구비되어 상기 광원 모듈(100)과 방열부(200) 사이에 배치되는 점과, 공기 대신 냉매를 사용하여 냉각시키는 점에서 도 1의 실시예와 차이가 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치(1')는 광원 모듈(100), 방열부(200), 냉각수단(300'), 전기연결부(400)를 포함하며, 상기 광원 모듈(100)을 보호하는 커버부재(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(100)은 기판(110)과, 상기 기판(110)상에 실장된 하나 이상의 발광소자 패키지(120)를 포함한다.
그리고, 상기 방열부(200)는 상기 광원 모듈(100)과 냉각수단(300')을 장착하도록 전면을 향해 개방된 캐비티(211)를 구비하는 방열판(210)과, 상기 방열판(210)의 후면으로 연장되어 상기 방열판(210)의 테두리를 따라 방사상으로 구비되는 복수의 방열핀(220)을 포함한다.
도면에서와 같이, 상기 방열판(210)은 중심부에 구비되는 상기 캐비티(211)의 둘레를 따라서 관통형성되는 복수의 통풍공(212)을 구비하며, 상기 복수의 방열핀(220)은 상기 복수의 통풍공(212) 사이에 위치하도록 배치되어 상기 통풍공(212)과 연통하는 통풍 유로(222)를 형성한다. 또한, 상기 캐비티(211)의 내주면을 따라 복수개의 배기공(213)을 구비하여 각각 상기 통풍 유로(222)와 연통되도록 한다.
즉, 상기 통풍공(212)과 배기공(213)은 통풍 유로(222)와 서로 연통되는 구조를 가짐으로써 상기 통풍공(212)을 통해 유입되는 공기흐름은 상기 방열핀(220)들 사이에 형성되는 상기 통풍 유로(222)를 따라서 흐르며 상기 방열핀(220)을 냉각시키게 된다. 이 때, 상기 배기공(213)을 통해 상기 통풍 유로(222)로 유입되는 상기 캐비티(211) 내의 가열된 공기를 외부로 방출시킴으로써 자연대류를 이용한 열방출이 가능하다는 장점을 갖는다.
한편, 상기 냉각수단(300')은 일면에 실장되는 상기 광원 모듈(100)이 전면을 향하도록 상기 캐비티(211) 내에 장착되며, 소정 크기의 내부공간을 구비하여 그 내부로 주입되는 냉매(L)가 증발하여 증기로 배출되면서 상기 광원 모듈(100)을 강제적으로 냉각시킨다.
구체적으로, 도 8a에서와 같이 상기 냉각수단(300')은 소정 크기의 내부공간에 해당하는 리저버(312)와 증발공간(311)을 구비하는 본체(310'), 상기 리저버(312) 및 증발공간(311)과 연결되는 응축기(340)를 포함할 수 있다.
상기 본체(310')는 발광소자 패키지(120)가 실장된 기판(110)의 타측면과 접하여 광원 모듈(100)이 장착될 수 있도록 전체적으로 원통형태의 구조를 가지며, 상기 캐비티(211) 내에 장착될 수 있도록 적어도 상기 캐비티(211)의 내주면과 대응되는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 본체(310')는 소정 크기의 내부공간에 해당하는 리저버(312)와 증발공간(311)을 구비한다. 상기 리저버(312)와 증발공간(311)은 서로 구분된 별개의 공간으로 상기 리저버(312)와 증발공간(311)은 복수의 노즐(313)을 통해 서로 연통되며, 상기 증발공간(311)이 상기 광원 모듈(100)이 장착된 측면에 인접하여 상기 광원 모듈(100)과 리저버(312) 사이에 배치되는 구조로 구비된다.
상기 리저버(312)는 공급관(315)을 통해 상기 본체의 외부로부터 공급되는 냉매(L)를 수용하여 상기 노즐(313)을 통해 수용된 냉매(L)를 상기 증발공간(311)으로 분사한다. 이 때, 상기 노즐(313)을 통해 분사되는 냉매(L)는 마이크로 액체 젯(micro liquid jet) 형태로 분사될 수 있다. 그리고, 냉매로는 물(water), 아세톤, FC-72 등이 사용될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 증발공간(311)은 상기 노즐(313)을 통해 주입된 냉매가 상기 광원 모듈(100)의 열에 의해 증기로 증발된 후 배출관(316)을 통해 외부로 배출되면서 열을 방출시킬 수 있도록 한다. 즉, 도 8b에서 처럼 상기 증발공간(311) 내에 주입된 냉매(L)는 비등이 시작되면서 기포(vapor bubble)(B)가 성장되며, 비등(nucleate boiling) 과정 동안 상변화를 통해 표면온도는 저하되게 되는 것이다.
그리고, 상기 본체(310')의 공급관(315)과 배출관(316)은 상기 광원 모듈(100)이 실장되는 상기 본체(310')의 반대측면에 구비되어 각각 상기 리저버(312) 및 증발공간(311)과 연결된다.
도 7 및 도 9에서와 같이, 상기 응축기(condenser)(340)는 상기 배출관(316)과 연결되어 상기 증발공간(311)으로부터 증발된 증기 및 가열된 냉매를 공급받아 열을 방출하여 재냉각시킨다. 그리고, 상기 리저버(312)로 냉매(L)가 재공급되도록 한다.
상기 응축기(340)와 리저버(312) 사이에는 펌프(350)를 구비하여 상기 응축기(340) 내의 냉매(L)가 소정의 압력으로 상기 공급관(315)을 통해 상기 리저버(312)로 공급되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 펌프(350)의 작동을 제어하는 제어장치(360)를 더 구비할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 냉각수단(300')은 냉매(L)의 액상-기상의 상변화를 통한 증발 잠열(latent heat of vaporization)을 이용하므로 현열(sensible heat)을 이용한 액체 냉각(liquid cooling) 방식보다 고출력 제품의 방열에 효과적이다.
또한, 상기 냉각수단(300')이 장착되는 방열판(210)과 방열핀(220)을 통해 자연대류 방식을 이용한 추가적인 열방출이 가능하여 방열효율이 향상되는 장점을 갖는다.
상기 전기연결부(400)는 하우징(410)의 내부에 구비되는 전원공급장치(SMPS)(420) 등을 통해 상기 광원 모듈(100)과 냉각수단(300'), 구체적으로는 응축기(340)와 펌프(350) 등으로 전기 신호를 공급한다. 상기 하우징(410)은 상기 방열핀(220)의 후방에 구비되는 상기 응축기(340)와 펌프(350) 등을 덮어 보호하도록 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 하우징(410)의 외측면과 상기 방열핀(220)의 외측면은 접합면을 따라 서로 연속하여 연결되는 구조로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 커버 부재(500)는 상기 광원 모듈(100)을 보호하도록 상기 방열판(210)의 캐비티(211) 전면에 장착된다. 이러한 커버 부재(500)는 PC, 플라스틱, 실리카, 아크릴, 유리 등의 소재로 형성될 수 있으며, 광투과성을 위해 투명하게 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
특히, 상기 커버 부재(500)는 각 발광소자 패키지(120)의 위치에 대응하여 상기 발광소자 패키지(120)가 외부로 일부 노출될 수 있도록 삽입홀(510)을 관통형성하여 구비한다. 상기 삽입홀(510)은 상기 각 발광소자 패키지(120)의 직상부에 위치하며, 상기 발광소자 패키지(120)의 상부가 일부 삽입되어 외부로 돌출되어 노출될 수 있도록 한다.
100....... 광원 모듈 110....... 기판
120....... 발광소자 패키지 200....... 방열부
210....... 방열판 211....... 캐비티
212....... 통풍공 213....... 배기공
220....... 방열핀 222....... 통풍 유로
300....... 냉각수단 310,310'.. 본체
311....... 증발공간 312....... 리저버
320....... 막 구조물 330....... 액츄에이터
340....... 응축기 350....... 펌프
360....... 제어장치 400....... 전기연결부
410....... 하우징 420....... 전원공급장치
500....... 커버부재 510....... 삽입홀

Claims (13)

  1. 기판과, 상기 기판상에 실장된 하나 이상의 발광소자 패키지를 포함하는 광원 모듈;
    상기 광원 모듈을 장착하도록 중심부에 전면을 향해 개방된 캐비티 및 상기 캐비티의 둘레를 따라서 관통형성되는 복수의 통풍공을 구비하는 방열판과, 상기 광원 모듈의 열을 방출하도록 상기 방열판의 후면으로 연장되어 상기 방열판의 테두리를 따라 방사상으로 구비되며 상기 복수의 통풍공 사이에 위치하도록 배치되어 상기 통풍공과 연통하는 통풍 유로를 형성하는 복수의 방열핀을 포함하는 방열부;
    상기 방열핀의 단부와 접하여 고정되도록 구비되며, 표면에 복수의 분사홀을 구비하여 상기 방열부로 공기를 분사하는 냉각수단; 및
    상기 광원 모듈 및 냉각수단과 연결되어 외부로부터 상기 발광소자 패키지와 냉각수단으로 전기 신호를 공급하는 전기연결부;
    를 포함하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열판은 상기 캐비티의 내주면을 따라 복수개 구비되어 각각 상기 통풍 유로와 연통되는 배기공을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 냉각수단은,
    소정 크기의 내부공간을 구비하며, 상기 방열핀과 마주하는 표면에 상기 복수의 분사홀을 관통형성하여 구비하는 본체;
    상기 본체 내에 구비되며, 상하 요동운동을 통해 발생하는 공기흐름을 상기 분사홀을 통해 상기 방열핀으로 분사하는 막(membrane) 구조물; 및
    전기 신호 인가시 상기 막 구조물이 상하 요동운동을 하도록 구동시키는 액츄에이터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 분사홀은 상기 본체의 테두리를 따라 구비되며, 각각 상기 복수의 방열핀 사이에 위치하도록 배치되어 각각의 방열핀 사이로 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원 모듈을 보호하도록 상기 방열판의 캐비티 전면에 구비되는 커버부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 커버 부재는 각 발광소자 패키지의 위치에 대응하여 상기 발광소자 패키지가 외부로 일부 노출될 수 있도록 삽입홀을 관통형성하여 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 기판과, 상기 기판상에 실장된 하나 이상의 발광소자 패키지를 포함하는 광원 모듈;
    상기 광원 모듈이 일면에 실장되며, 내부로 주입되는 냉매가 증발하여 증기로 배출되면서 상기 광원 모듈을 냉각시키는 냉각수단;
    상기 광원 모듈과 냉각수단을 장착하도록 중심부에 전면을 향해 개방된 캐비티 및 상기 캐비티의 둘레를 따라서 관통형성되는 복수의 통풍공을 구비하는 방열판과, 상기 냉각수단의 열을 방출하도록 상기 방열판의 후면으로 연장되어 상기 방열판의 테두리를 따라 방사상으로 구비되며 상기 복수의 통풍공 사이에 위치하도록 배치되어 상기 통풍공과 연통하는 통풍 유로를 형성하는 복수의 방열핀을 포함하는 방열부; 및
    상기 광원 모듈 및 냉각수단과 연결되어 외부로부터 상기 발광소자 패키지와 냉각수단으로 전기 신호를 공급하는 전기연결부;
    를 포함하는 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방열판은 상기 캐비티의 내주면을 따라 복수개 구비되어 각각 상기 통풍 유로와 연통되는 배기공을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 냉각수단은,
    공급관을 통해 공급되는 냉매를 수용하는 소정 크기의 리저버와, 상기 리저버와 복수의 노즐을 통해 연통되어 상기 노즐을 통해 주입된 냉매가 증기 상태로 증발되어 배출관을 통해 배출되는 증발공간을 구비하는 본체; 및
    상기 공급관 및 배출관과 연결되어 상기 리저버로 냉매를 공급하고, 상기 증발공간으로부터 증발된 증기를 공급받는 응축기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 본체의 공급관과 배출관은 상기 광원 모듈이 실장되는 상기 본체의 반대측면에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 응축기 내의 냉매가 상기 공급관을 통해 상기 리저버로 공급되도록 하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 광원 모듈을 보호하도록 상기 방열판의 캐비티 전면에 구비되는 커버부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 커버 부재는 각 발광소자 패키지의 위치에 대응하여 상기 발광소자 패키지가 외부로 일부 노출될 수 있도록 삽입홀을 관통형성하여 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
KR1020100021326A 2010-03-10 2010-03-10 조명 장치 KR20110101937A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100021326A KR20110101937A (ko) 2010-03-10 2010-03-10 조명 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100021326A KR20110101937A (ko) 2010-03-10 2010-03-10 조명 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110101937A true KR20110101937A (ko) 2011-09-16

Family

ID=44953862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100021326A KR20110101937A (ko) 2010-03-10 2010-03-10 조명 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110101937A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101357861B1 (ko) * 2012-03-16 2014-01-29 아이스파이프 주식회사 Ｌｅｄ 조명 장치
KR101521129B1 (ko) * 2013-08-09 2015-05-20 서동석 방폭형 엘이디 작업등
CN117231965A (zh) * 2023-10-20 2023-12-15 东莞市红富照明科技有限公司 一种散热性良好的吊灯

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101357861B1 (ko) * 2012-03-16 2014-01-29 아이스파이프 주식회사 Ｌｅｄ 조명 장치
KR101521129B1 (ko) * 2013-08-09 2015-05-20 서동석 방폭형 엘이디 작업등
CN117231965A (zh) * 2023-10-20 2023-12-15 东莞市红富照明科技有限公司 一种散热性良好的吊灯

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100671545B1 (ko) Ｌｅｄ 어레이 모듈
US8740415B2 (en) Partitioned heatsink for improved cooling of an LED bulb
KR100818745B1 (ko) 냉각장치를 가진 발광다이오드 모듈
JP5469168B2 (ja) 半導体ダイを冷却するための冷却装置
RU2518198C2 (ru) Светоизлучающее устройство
CN105276411B (zh) 光照射装置
US9521777B2 (en) Cooling system for electronic components and led lamp having the same
JP2010135181A (ja) 照明装置
JP2005534201A (ja) 発光ダイオードを硬化用に使用するための方法および装置
KR100909366B1 (ko) 방열구조 엘이디모듈
US20150085503A1 (en) Lighting apparatus
EP2715228B1 (en) Lighting apparatus
US20150136364A1 (en) Heat dissipation device
KR20110101937A (ko) 조명 장치
KR101130706B1 (ko) 엘이디 조명등용 방열장치
KR101052894B1 (ko) Ｌｅｄ 램프용 히트 싱크 및 ｌｅｄ 램프
KR20060009976A (ko) 히트 씽크 일체형 발광 다이오드
KR101043911B1 (ko) 발광다이오드램프의 방열장치
RU2619912C2 (ru) Светодиодный осветительный прибор
KR20120010653A (ko) 조명 장치
KR101078319B1 (ko) 벌브타입 발광장치
KR20160100712A (ko) 직접 냉각식 발광다이오드 조명기기
KR20120006714A (ko) 조명 장치
KR20120046526A (ko) 조명 장치
KR101069506B1 (ko) 전자제품용 냉각모듈

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
WITB Written withdrawal of application