KR20170070654A - Led조명용 방열모듈 - Google Patents

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송규섭
김광수
안영훈
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주식회사 에이팩
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Abstract

본 발명은 LED조명용 방열모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부에 설치되어 광을 발생시키는 LED조명용 방열모듈에 있어서, 환경변화에 따라 대응하여 LED로부터 발생되는 열을 방열시키는 LED조명용 방열모듈에 관한 것이다.

Description

LED조명용 방열모듈{Cooling Module for LED Lighting Device}
본 발명은 LED조명용 방열모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부에 설치되어 광을 발생시키는 LED조명용 방열모듈에 있어서, 환경변화에 따라 대응하여 LED로부터 발생되는 열을 방열시키는 LED조명용 방열모듈에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 발광 다이오드라고 불리며, P형과 N형 반도체의 접합 구조를 이루며, 전력을 인가하면 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭(bandgap)에 해당되는 에너지의 빛을 방출하는 광전자 소자이다.
LED를 이용한 조명은 기존의 백열전구나 형광등에 비해 소비전력이 적으며, 잦은 점멸에 따른 수명저하가 없을 뿐만 아니라, 평균 3만 시간 이상의 사용이 가능하여 반영적인 장점이 있으므로, 조명수단으로 널리 사용되고 있다.
그러나 LED는 전자의 작용을 통해 빛을 발산하기 때문에 많은 양의 열이 발생되는 문제점이 있으며, 발생되는 열에 대응하여 적절한 방열이 이루어지지 않을 경우에는 LED의 수명이 단축되고 성능이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.
그러므로 LED조명은 방열효율이 우수한 방열구조가 적용되어 LED에서 발생하는 열을 신속하게 처리해야 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0011612호("LED유닛 방열 장치 및 방법", 2015.02.02.)에는 LED유닛 최상부에 히트싱크바디를 포함하는 히트싱크를 구비하여 LED로부터 발생되는 열을 방열시키는 LED유닛이 제안되었다.
상기에 기재된 LED유닛은 실내에 설치되어 사용될 경우에는 우수한 방열작용을 통해 LED를 이용한 조명을 수행할 수 있으나, 외부에 설치되어 전조등과 같은 역할을 할 경우에는 히트싱크에 먼지 등의 오염물질이 적층되어 히트싱크의 방열성능이 떨어지는 문제점이 있다.
특히, 사막과 같은 지역에 설치될 경우, 먼지뿐만 아니라 모래가 히트싱크에 적층됨으로써, 이에 대한 히트싱크의 방열 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, LED의 조명이 사용되지 않는 태양광이 강한 여름의 주간이나 사막지대에서의 주간에는 태양광에 의한 히트싱크가 과열되어 야간에 LED로부터 발생되는 열을 방열시키는 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 태양광에 의한 과열에 의해 LED의 수명이 단축되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0011612호("LED유닛 방열 장치 및 방법", 2015.02.02.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부에 설치되어 광을 발생시키는 LED조명용 방열모듈에 있어서, 방열핀을 감싸는 광원부몸체를 형성함으로써, 먼지 등의 오염물질에 의해 방열핀의 방열 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 LED조명용 방열모듈을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 방열핀을 감싸는 광원부몸체를 형성함으로써, 주간에 태양광에 의한 방열핀의 과열을 방지하여 야간의 방열핀의 방열 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 LED조명용 방열모듈을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 방열핀이 구비되는 방열판과 광원부몸체 상부면 내부를 연결하되, LED로부터 발생되는 열을 광원부몸체 상부면으로 보낼 수 있는 히트파이프를 구비함으로써, 야간의 조명을 위해 작동하는 LED로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열할 수 있는 LED조명용 방열모듈을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈은 하부면이 개방되어 형성되는 광원부몸체; 상기 광원부몸체 내부에 형성되며, 하부에 광원인 LED가 적어도 하나 이상 구비되는 LED기판; 상기 LED기판 상부면과 면접하도록 형성되며, 상부면에 일 방향으로 이격되어 형성되는 다수의 방열핀을 포함하는 방열판; 상기 방열판 상부면에 일측이 면접하도록 형성되며, 상기 광원부몸체 상부면 내측에 타측이 면접하도록 완곡되어 적어도 하나 이상 형성되는 히트파이프; 및 상기 광원부몸체 측면 일단과 결합되어 형성되며, 상기 LED기판으로 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 히트파이프는 일측에 형성되는 증발부와, 타측에 형성되는 응축부를 포함하여 상기 LED로부터 공급되는 열에너지를 일측에서 타측으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 LED조명용 방열모듈은 상기 광원부몸체 하부에 투명한 재질로 형성되며, 상기 LED기판을 외부로부터 보호하는 보호부와, 상기 광원부몸체 하부와 결합 가능하게 형성되어 상기 보호부를 고정시키되, 중공되어 형성되는 하부커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 LED조명용 방열모듈은 상기 LED기판 하부에 형성되며, 상기 LED로부터 조사되는 광을 확산시키는 렌즈부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 전원공급부는 상기 광원부몸체와 결합되는 면과 대향되어 형성되는 고정부와, 상기 고정부와 힌지 결합되어 회동 가능하게 형성되는 브라켓부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈은 외부에 설치되어 광을 발생시키는 LED조명용 방열모듈에 있어서, 방열핀을 감싸는 광원부몸체를 형성함으로써, 먼지 등의 오염물질에 의해 방열핀의 방열 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈은 방열핀을 감싸는 광원부몸체를 형성함으로써, 주간에 태양광에 의한 방열핀의 과열을 방지하여 야간의 방열핀의 방열 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈은 방열핀이 구비되는 방열판과 광원부몸체 상부면 내부를 연결하되, LED로부터 발생되는 열을 광원부몸체 상부면으로 보낼 수 있는 히트파이프를 구비함으로써, 야간의 조명을 위해 작동하는 LED로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈을 사시도로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈을 분해사시도로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈을 단면도로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈을 단면도로 나타낸 또 다른 도면.
도 5는 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈의 사용예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈의 실시예를 단면도로 나타낸 도면.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈(1000)은 전주(電柱) 등의 외부에 설치되어 조명을 위해 광을 발생시키는 LED조명용 방열모듈로서, 주간과 야간을 포함하는 환경 변화에 대응하여 효율적으로 방열할 수 있는 LED조명용 방열모듈(1000)을 제공하는 것이다.
상기의 목적에 의한 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈(1000)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 광원부몸체(100), LED기판(200), 방열판(300), 히트파이프(400) 및 전원공급부(500)를 포함한다.
상기 광원부몸체(100)는 하부방향으로 LED(210)를 이용하여 광을 조사하기 위해 하부면이 개방되어 형성되는 것이 바람직하며, 상기 LED기판(200)은 상기 광원부몸체(100) 내부에 형성되되, 하부면에 광을 조사하기 위한 광원인 LED(210)가 적어도 하나 이상 구비되어 하부방향으로 광을 조사한다.
상기 방열판(300)과 상기 히트파이프(400)는 상기 LED기판(200)의 LED(210)로부터 발생되는 열을 방열시키기 위한 구성으로, 상기 방열판(300)은 상기 LED기판(200) 상부면과 면접하도록 형성되되, 상부면에 일 방향으로 이격되어 형성되는 다수의 방열핀(310)을 포함함으로써, 상기 방열핀(310)을 이용하여 상기 LED기판(200)에 구비되는 LED(210)로부터 발생되는 열을 상부방향으로 방열할 수 있다.
즉, 상기 방열핀(310)을 포함하는 방열판(300)은 상기 LED기판(200) 상부면과 면접하도록 형성되되, 상기 광원부몸체(100) 내부에 형성됨으로써, 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈(1000)이 외부에 설치되더라도, 상기 광원부몸체(100)에 의해 먼지 및 모래를 포함하는 오염물질이 방열핀(310)에 적층되는 것을 방지할 수 있다.
이는 방열핀(310)에 오염물질이 적층되어 방열핀(310)의 방열 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있으므로, 상기 LED(210)로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열하여 LED(210)의 수명 단축 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 모래의 적층이 빈번하게 발생하는 사막지대에 설치되더라도, 상기 광원부몸체(100)에 의해 방열핀(310)에 모래가 적층되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈(1000)의 광원부몸체(100)는 상기 LED기판(200)의 LED(210) 및 방열핀(310)이 태양광 등에 의해 과열되는 것을 방지함으로써, LED(210)의 수명을 증가시킬 뿐만 아니라, 과열에 의한 방열핀(310)의 방열 효율 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.
상기 히트파이프(400)는 상기 방열판(300) 상부면에 일측이 면접하도록 형성되며, 상기 광원부몸체(100) 상부면 내측에 타측이 면접하도록 완곡되어 적어도 하나 이상 형성된다.
이 때, 상기 히트파이프(400)는 상기 방열판(300) 상부면에 면접하는 일측에 형성되는 증발부(410)와, 상기 광원부몸체(100) 상부면 내측과 면접하는 타측에 형성되는 응축부(420)를 포함함으로써, 열에너지의 이동이 상기 히트파이프(400)의 일측에서 타측으로 이동되도록 방향성을 가진다.
즉, 상기 히트파이프(400)는 상기 LED(210)로부터 공급되는 열에 의해 휘발성 유체가 증발하는 증발부(410)를 상기 히트파이프(400)의 일측에 형성하고, 상기 증발부(410)에서 열에너지를 획득한 휘발성 액체가 이동되어 방열하는 응축부(420)를 타측에 형성함으로써, 상기 LED(210)로부터 발생하는 열을 상기 광원부몸체(100) 상부면으로 이동시켜 방열하며, 열교환된 휘발성 유체는 액체로 변환되어 모세관작용 또는 중력작용에 의해 상기 히트파이프(400)의 일측으로 이동된다.
다시 말해, 상기 히트파이프(400)는 상기 LED(210)로부터 발생되는 열에너지는 상기 광원부몸체(100) 상부면으로 이동시켜 방열할 수 있는데 반해, 상기 광원부몸체(100)가 태양광 등으로부터 공급받는 열에너지는 상기 방열판(300)으로 이동시킬 수 없는 것을 특징으로 한다.
하나의 실시예로서, 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이, 야간에는 LED(210)가 광을 조사하기 위해 작동하므로 이에 대응하여 열이 발생하며, 상기 LED(210)로부터 발생되는 열은 상기 방열판(300)에 구비되는 방열핀(310) 및 열에너지를 상기 광원부몸체(100) 상부면으로 공급하여 열교환시키는 히트파이프(400)에 의해 방열시킬 수 있다.
이와 반대로, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 주간에는 LED(210)가 작동하지 않으므로 열이 발생되지 않아 방열할 필요가 없으며, 상기 광원부몸체(100)는 상기 방열판(300) 및 LED(210)를 태양광 등으로부터 보호하여 과열되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 히트파이프(400) 또한 열에너지를 상기 방열판(300) 및 LED기판(200)로 이동시키지 않으므로, 태양광에 의한 방열핀(310)을 포함하는 방열판(300)과 LED(210)를 포함하는 LED기판(200)이 과열되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈(1000)은 환경변화에 대응하여 방열작용 가능함으로써, 설치되는 지역의 주간과 야간에 따라 대응하여 방열작용 가능하며, 사막지대 등의 기온차가 큰 지역에 설치되더라도 이에 대응하여 방열작용 가능한 장점이 있다.
이는 오염물질 등에 의해 방열 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 태양광 등에 의해 방열핀(310) 또는 LED(210)가 과열되는 것을 방지하여 효율적인 방열을 수행할 수 있으므로, LED(210)의 수명을 증가시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전원공급부(500)는 상기 광원부몸체(100) 측면방향 일단과 결합되어 형성되며, 상기 LED(210)의 작동을 위해 상기 LED기판(200)으로 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 광원부몸체(100) 측면방향 타단에는 탑커버(120)를 형성할 수 있다.
상기 탑커버(120)는 상기 광원부몸체(100)와 장/탈착이 가능하게 형성됨으로써, 생산효율이 증가할 뿐만 아니라, 유지보수에도 유리한 장점이 있다.
물론, 상기 광원부몸체(100)는 일체형으로 형성될 수 있으며, 탑커버(120)와 각각 구비되어 조립 가능하게 형성될 수 있는 등 다양한 실시예가 가능하므로 한정하지 않는다.
본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈(1000)은 상기 광원부몸체(100) 하부에 투명한 재질로 형성되며, 상기 LED기판(200)의 LED(210)를 외부로부터 보호하기 위한 보호부(111)와, 상기 광원부몸체(100) 하부와 결합 가능하게 형성되어 상기 보호부(111)를 고정시키되, 중공되어 형성되는 하부커버(110)를 포함할 수 있다.
상기 보호부(111)는 상기 LED(210)로부터 조사되는 광의 통과를 위해 투명한 재질로 형성되되, 외부로부터 LED(210)를 보호하기 위해 강화유리(tempered glass)로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 다양한 재질의 실시예가 가능함은 물론이다.
상기 하부커버(110) 또한 상기 LED(210)로부터 조사되는 광의 통과를 위해 중공되어 형성되는 것이 바람직하다.
다만, 상기에 기재된 바와 같이, 상기 보호부(111)와 하부커버(110)는 각각 형성되어 상기 광원부몸체(100)의 하부면과 결합될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 하부커버(110)의 중공에 보호부(111)가 일체로 형성되어 상기 광원부몸체(100)의 하부면과 결합될 수 있는 등, 다양한 실시예가 가능하므로 상기에 기재된 구성에 한정하지는 않는다.
아울러, 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈(1000)은 상기 LED기판(200) 하부에 형성되며, 상기 LED(210)로부터 조사되는 광을 확산시키는 렌즈부(600)를 더 포함한다.
상기 렌즈부(600)는 상부를 반구 형태로 이루어지는 집광부를 형성하고, 하부에는 하측으로 만곡되거나 테이퍼형상으로 이루어지는 산란부를 형성하여 상기 LED(210)로부터 조사되는 광의 산란과 집광을 동시에 이루어지도록 형성하는 것이 바람직하다.
다만, LED조명용 방열모듈(1000)에 구비되는 렌즈부(600)는 공지된 기술로서, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈(1000)의 전원공급부(500)는 상기 광원부몸체(100)와 결합되는 면과 대향되어 형성되는 고정부(510)를 포함하며, 상기 고정부(510)에 힌지 결합되어 회동 가능하게 형성되는 브라켓부(520)를 포함한다.
즉, 상기 브라켓부(520)는 본 발명에 따른 LED조명용 방열모듈(1000)을 전주 등에 설치 가능하게 형성되되, 상기 고정부(510) 내에서 회동 가능하게 형성됨으로써, 상기 LED조명용 방열모듈(1000)의 설치되는 각도를 조절할 수 있어 조사하고자 하는 방향으로 광을 조사 가능하게 한다.
상기 브라켓부(520)는 도 6에 도시된 바와 같이, 원형 형태의 힌지부를 상기 고정부(510)에 고정하여 회동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이에 한정하지 않고 상기 LED조명용 방열모듈(1000)의 설치되는 각도를 조절할 수 있다면 다양한 결합 방식에 의해 상기 고정부(510)에 고정 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
1000 : LED조명용 방열모듈
100 : 광원부몸체
110 : 하부커버 111 : 보호부
120 : 탑커버
200 : LED기판 210 : LED
300 : 방열판 310 : 방열핀
400 : 히트파이프
410 : 증발부 420 : 응축부
500 : 전원공급부
510 : 고정부
520 : 브라켓부
600 : 렌즈부

Claims (5)

  1. 하부면이 개방되어 형성되는 광원부몸체(100);
    상기 광원부몸체(100) 내부에 형성되며, 하부에 광원인 LED(210)가 적어도 하나 이상 구비되는 LED기판(200);
    상기 LED기판(200) 상부면과 면접하도록 형성되며, 상부면에 일 방향으로 이격되어 형성되는 다수의 방열핀(310)을 포함하는 방열판(300);
    상기 방열판(300) 상부면에 일측이 면접하도록 형성되며, 상기 광원부몸체(100) 상부면 내측에 타측이 면접하도록 완곡되어 적어도 하나 이상 형성되는 히트파이프(400); 및
    상기 광원부몸체(100) 측면 일단과 결합되어 형성되며, 상기 LED기판(200)으로 전원을 공급하는 전원공급부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED조명용 방열모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 히트파이프(400)는
    일측에 형성되는 증발부(410)와, 타측에 형성되는 응축부(420)를 포함하여 상기 LED(210)로부터 공급되는 열에너지를 일측에서 타측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 LED조명용 방열모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 LED조명용 방열모듈(1000)은
    상기 광원부몸체(100) 하부에 투명한 재질로 형성되며, 상기 LED기판(200)을 외부로부터 보호하는 보호부(111)와,
    상기 광원부몸체(100) 하부와 결합 가능하게 형성되어 상기 보호부(111)를 고정시키되, 중공되어 형성되는 하부커버(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED조명용 방열모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 LED조명용 방열모듈(1000)은
    상기 LED기판(200) 하부에 형성되며, 상기 LED(210)로부터 조사되는 광을 확산시키는 렌즈부(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED조명용 방열모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전원공급부(500)는
    상기 광원부몸체(100)와 결합되는 면과 대향되어 형성되는 고정부(510)와,
    상기 고정부(510)와 힌지 결합되어 회동 가능하게 형성되는 브라켓부(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED조명용 방열모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102153427B1 (ko) * 2019-12-17 2020-09-08 구미산업(주) 등기구

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