WO2013157807A1 - 방열모듈, 이를 이용한 방열장치 및 방열장치의 제조방법 - Google Patents

방열모듈, 이를 이용한 방열장치 및 방열장치의 제조방법 Download PDF

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WO2013157807A1
WO2013157807A1 PCT/KR2013/003172 KR2013003172W WO2013157807A1 WO 2013157807 A1 WO2013157807 A1 WO 2013157807A1 KR 2013003172 W KR2013003172 W KR 2013003172W WO 2013157807 A1 WO2013157807 A1 WO 2013157807A1
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heat dissipation
container
wall
dissipation module
heat
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김용길
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새빛테크 주식회사
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a heat dissipation device, and more particularly, to a heat dissipation module, a heat dissipation device, and a method for manufacturing a heat dissipation device that can increase the heat dissipation area in order to efficiently dissipate heat generated from a heat source.
  • the purpose of releasing or dissipating heat is to cool the heat source that generates the heat to maintain a proper state, or to heat or cool a specific space.
  • lighting fixtures including lighting lamps, computer equipment, electronic control equipment, vehicle engines, etc. emit heat generated from these devices to the outside to maintain the proper state to operate continuously in a stable condition.
  • a heat dissipation device is used as a device for dissipating or dissipating heat generated by the devices to the outside.
  • the heat dissipation device is used when heat of a specific space needs to be discharged to the outside, or when a specific space needs to be heated.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • modern LED lighting fixtures tend to reduce the number of mounting of the LEDs by using a high power LED package rather than arranging a plurality of low power LEDs.
  • the most important problem in using the high power LED is to dissipate heat generated in the high power LED to the outside. If the heat generated from the high output LED is not properly cooled, the forward voltage may be lowered, thereby reducing the luminous efficiency of the high output LED and shortening the lifespan of the high output LED.
  • An object of the present invention is to provide a heat dissipation module having excellent heat dissipation efficiency, a heat dissipation device using the same, and a method of manufacturing the heat dissipation device through structural improvements to increase the heat dissipation area.
  • the present invention is an outer container; An inner container disposed on an inner space of the outer container; An internal heat dissipation fin disposed in close contact with an inner surface of the inner container; And an upper cover coupled to the upper surface of the inner container and the outer container to form a sealed space together with the inner surface of the outer container and the outer surface of the inner container, and the sealed space includes a medium vaporized by heat. It provides a heat dissipation module characterized in that the working fluid containing a powder having an infrared emission characteristic is built.
  • the present invention provides a heat dissipation module including a first heat dissipation module; A second heat dissipation module disposed at a predetermined distance from the first heat dissipation module and provided to form an air passage between the first heat dissipation module;
  • the first heat dissipation module and the second heat dissipation module are coupled to one side, and the other side provides a heat dissipation device including an installation frame in which a heat source for dissipating heat is disposed.
  • the present invention provides an outer wall of the outer container, an inner wall of the inner container, an outer heat dissipation fin disposed on the outer surface of the outer wall, and an inner heat dissipation fin disposed inside the inner wall.
  • Stage 1 A second step of coupling the outer wall and the outer bottom plate of the outer container and the inner wall and the inner bottom plate of the inner container; A third step of coupling an upper cover to an upper surface of the outer container and the inner container to form a sealed space together with an inner surface of the outer container and an outer surface of the inner container;
  • the present invention provides a method for manufacturing a heat dissipation device comprising injecting a working fluid comprising a medium vaporized by heat and a powder having infrared emission characteristics into the sealed space.
  • the heat dissipation device and the method of manufacturing the heat dissipation device using the same.
  • the heat dissipation area can be maximized by simultaneously installing the heat dissipation fins on the inner side and the outer side of the heat dissipation container having a double pipe structure, thereby increasing the heat dissipation effect.
  • the working fluid existing in the sealed space inside the heat dissipation container can move freely, thereby efficiently dissipating heat from the heat source even if the heat dissipation device has an inclination angle with respect to the ground. There is an advantage that can radiate heat.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a heat dissipation device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a first heat dissipation module provided in the heat dissipation device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a bottom plate provided in the heat dissipation module of FIG. 2.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a longitudinal section of the heat dissipation container provided in the second embodiment of the heat dissipation device according to the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a third embodiment of the heat dissipation device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section of the heat dissipation container provided in the fourth embodiment of the heat dissipation device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross section of the heat dissipation container provided in the fifth embodiment of the heat dissipation device according to the present invention.
  • outer wall 220 outer floor plate
  • heat dissipation fin 310 external heat dissipation fin
  • the heat dissipation device is applied to all appliances that require heat dissipation or heat dissipation.
  • the heat dissipation device may be attached to devices that generate heat, for example, street lamps and lamps, lighting fixtures including indoor lights, computer devices, electronic control equipment, vehicle engines, and the like to maintain the devices at an appropriate temperature. Let's go.
  • the heat dissipation device is attached to a cooling and heating mechanism for cooling and heating a specific space to help dissipate heat.
  • the heat dissipation device is disposed to have a predetermined distance from the first heat dissipation module 100 and the first heat dissipation module 100 so that the air passage 3 is formed between the first heat dissipation module 100 and the first heat dissipation module 100.
  • the first heat dissipation module 100 and the second heat dissipation module 200 have a shape in which a heat dissipation fin is formed on an inner side surface and an outer side surface of the tube vessel in a tube container having a semicircular disk shape in a cross section.
  • the air passage 3 may be a passage through which air moves, or a passage through which rain water is discharged when it rains.
  • the heat dissipation device is configured to include two heat dissipation modules in the present embodiment, the present invention is not limited thereto, and the plurality of heat dissipation modules may be disposed at a predetermined angle at regular intervals. For example, when three heat dissipation modules are provided, each heat dissipation module may be disposed at an angular interval of 120 ° while having a predetermined distance from each other.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and when the heat dissipation device is installed indoors, the first heat dissipation module 100 and the second heat dissipation module 200 may be coupled to each other. It may be made in one piece.
  • first heat dissipation module 100 and the second heat dissipation module 200 have substantially the same structure, only the first heat dissipation module 100 will be described.
  • the first heat dissipation module 100 includes a heat dissipation container having a double pipe structure to cool the heat source 1, and heat dissipation fins installed on inner and outer surfaces of the heat dissipation container.
  • the heat dissipation container is an outer container 120, an inner container 110 disposed on the inner space of the outer container 120, the sealed container together with the outer container 120 and the inner container 110. And an upper cover (not shown) forming (S).
  • the outer container 120 includes a cylindrical outer wall 121 and an outer bottom plate 123 forming a bottom surface of the outer container 120
  • the inner container 110 includes a cylindrical inner wall ( 111 and an inner bottom plate 113 forming a bottom surface of the inner container 110.
  • the heat dissipation fin includes an inner heat dissipation fin 130 formed on the inner surface of the inner container 110 and an outer heat dissipation fin 140 formed on the outer surface of the outer container 120.
  • a stepped portion 131 is formed in a region of the inner heat dissipation fin 130 located at a portion where the inner bottom plate 113 and the inner wall 111 are welded.
  • the heat dissipation container further includes a support rib 150 disposed between the outer bottom plate 123 and the inner bottom plate 113 to support the inner container 110.
  • the support rib 150 is disposed in the sealed space S to form a flow path in the sealed space S.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the support rib 150 may be omitted.
  • the upper cover (not shown) is coupled to the upper surfaces of the inner container 110 and the outer container 120 to form the closed space (S).
  • the sealed space S has a working fluid containing a medium vaporized by heat and a powder having infrared emission characteristics.
  • the medium occupies 15% to 30% of the enclosed space S based on volume, and the powder occupies 0.5% to 2% of the enclosed space S based on volume.
  • Methyl alcohol, ammonia, methyl chloroform and the like may be used as the medium.
  • the medium may be any liquid as long as the liquid has a lower boiling point than water at room temperature.
  • the powder may be a silicate mineral powder, jade powder, carbon powder and the like.
  • the powder is irrelevant to any mineral that emits infrared rays when heated.
  • the closed space (S) is in a vacuum state, for example, the state of the internal pressure is 0.001 ⁇ 0.0001mmhg, the movement of the vaporized medium in the closed space (S) proceeds at a fairly high speed.
  • the inside of the sealed space (S) is maintained in a vacuum state, heat transfer due to the infrared radiation emitted from the powder and the radiant heat of the vaporized medium is greatly generated.
  • the outer heat dissipation fins 140 are formed on the outer surface of the outer wall 121, and the inner heat dissipation fins 130 are formed on the inner surface of the inner wall to maximize the heat dissipation area, thereby increasing the heat dissipation effect. do.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, the heat dissipation container is integrally injected with a predetermined interval, but the inner wall and the outer wall are integrally integrated with each other by a predetermined distance along the circumferential direction and then separated again inside
  • the through-hole may be formed on the wall surface of the region in which the inner wall and the outer wall are integrally integrated.
  • the first heat dissipation module 100 and the second heat dissipation module 200 are manufactured, respectively, and the first heat dissipation module 100 and the second heat dissipation module 200 are installed in the installation frame 2 with a predetermined interval. As a result, the heat of the heat source 1 is cooled.
  • a first step in which 130 is fabricated is performed.
  • a part of the outer wall 121, a part of the inner wall 111, a part of the inner heat dissipation fin 130, and a part of the outer heat dissipation fin 140 are simultaneously injected.
  • a second heat dissipation module manufacturing step in which another part of the outer wall 121, another part of the inner wall 111, another part of the inner heat dissipation fin 130, and another part of the outer heat dissipation fin 140 are simultaneously injected.
  • the cross-sectional shape of the heat dissipation container has the shape of a semi-circular disk, but the present invention is not limited thereto, and may be formed as a part of a circular disk.
  • the length of the outer wall 121 is longer than the length of the inner wall 111 is injected. Because the outer wall 121 is welded to the outer bottom plate 123 and the inner wall 111 is welded to the inner bottom plate 113, the outer bottom plate 123 and the inner bottom plate. This is because the height difference of 113 exists.
  • the diameter of the outer bottom plate 123 is cut to have a larger value than the diameter of the inner bottom plate 113.
  • the plate-shaped tube may be cut so that the inner bottom plate 113 surface and the outer bottom plate 123 surface are stepped with each other.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the inner bottom plate 113 may be inclined toward the outer bottom plate 123.
  • the bottom plate of the heat dissipation container includes an outer bottom plate 123 of the outer container, an inner bottom plate 113 of the inner container, and a support rib 150.
  • the bottom plate of the heat dissipation container is formed by cutting a plate-shaped tube having a support rib therein to form a flow path.
  • the illustrated point P1 is a point at which the inner wall 111 and the inner bottom plate 113 are welded
  • the point P2 is a point at which the outer wall 121 and the outer bottom plate 123 are welded.
  • a third step of engaging the top cover is performed.
  • the heat dissipation device in manufacturing the heat dissipation device, a separate assembly process is performed by simultaneously injection molding the outer wall 121 of the outer container, the inner wall 111 of the inner container, the inner heat dissipation fin 130 and the outer heat dissipation fin 140. Due to the omission, the manufacturing time is shortened and the production of the heat dissipation device is convenient.
  • the heat dissipation container is made of aluminum material has excellent heat dissipation characteristics.
  • the heat dissipation container may be formed with a through hole that serves as a moving passage of air.
  • the heat dissipation device according to the present embodiment is substantially the same as the heat dissipation device according to the first embodiment described above. However, since the shape of the inner container provided in the present embodiment is different from the above-described first embodiment, it will be mainly described.
  • the heat dissipation container includes an outer container 1200 and an inner container 1100.
  • the outer container 1200 includes an outer wall 1210 and an outer bottom plate 1220 coupled to the lower end of the outer wall 1210, and the inner container 1100 includes an inner wall 1110 and the inner wall 1110. It includes an inner bottom plate 1120 coupled to the lower end of the).
  • the inner wall 1110 and the inner bottom plate 1120 are welded to each other with an obtuse angle (90 + ⁇ ).
  • the point where the inner wall 1110 and the inner bottom plate 1120 are coupled is P1
  • the point at which the outer wall 1210 and the outer bottom plate 1220 are coupled is P2.
  • the inner wall 1110 and the inner bottom plate 1120 are coupled with an obtuse angle, the inner wall 1110 and the inner bottom plate 1120 are vertically coupled when the heat dissipation container itself is inclined. A larger amount of working fluid is to be disposed in the lower region of the closed space (S).
  • the heat dissipation device includes a heat dissipation container 2100, an internal heat dissipation fin 2200, and an external heat dissipation fin 2300.
  • the heat dissipation container 2100 is an inner container 2110, an outer container 2120 disposed to surround the inner container 2110 in a state having a predetermined interval in the outer radial direction of the inner container 2110, and the inside And a reinforcing rib 2130 formed between the side wall of the container 2110 and the side wall of the outer container 2120.
  • the heat dissipation container 2100 has a container through hole 2121 penetrating the inner container 2110 and the outer container 2120, and the container through hole 2121 is formed on the inner heat dissipation fin 130.
  • the first fin through hole 2211 and the second fin through hole 2311 formed in the external heat dissipation fin 140 communicate with each other.
  • the inner container 2110 and the outer container 2120 are made of stainless steel, and the reinforcing rib 2130 is made of aluminum.
  • the inner container 2110 and the outer container 2120 are integrally injected at the same time, and the reinforcing rib 2130 is formed by the inner container 2110, the outer container 2120, and an upper cover (not shown). This is to prevent deformation of the heat dissipation container that may occur in the process of making the sealed space into a vacuum state.
  • the inner heat dissipation fins 2200 are fitted into the inner space of the inner container 2110
  • the outer heat dissipation fins 2300 are fitted to the outer surface of the outer container 2120.
  • the inner heat dissipation fin 2200 includes an inner pin hub 2210 and a plurality of inner unit pins 2220 formed in the inner radial direction from the inner pin hub 2210.
  • the first pin through hole 2211 is formed on the inner pin hub 2210.
  • the external heat dissipation fins 2300 may include an external pin hub 2310 and a plurality of external unit pins 2320 formed in an outer direction from the external pin hub 2310.
  • the second pin through hole 2311 is formed on the outer pin hub 2310.
  • the external heat dissipation fins 2300 and the internal heat dissipation fins 2200 are separately manufactured and fitted into the heat dissipation container 2100 to complete the heat dissipation device.
  • the heat dissipation container 2100 is disposed on the mounting plate 20 is installed lighting device.
  • a through hole communicating with the inner space of the inner container may be formed on the installation plate.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section of the heat dissipation container provided in the fourth embodiment of the heat dissipation device according to the present invention.
  • the heat dissipation device 4100 is disposed with a predetermined distance from the inner container 4120 and the outer surface of the inner container 4120 to surround the outer container 4110 of the inner container 4120.
  • the inner heat dissipation fins 4130 are formed on the inner surface of the inner container 4120
  • the outer heat dissipation fins 4140 are formed on the outer surface of the outer container 4110.
  • the cross section of the inner container 4120 and the outer container 4110 has a rectangular shape.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross section of the heat dissipation container provided in the fifth embodiment of the heat dissipation device according to the present invention.
  • the heat dissipation device according to the fifth embodiment is used for picking, etc., and there is no external heat dissipation fin.
  • the heat dissipating device 3100 is disposed at a predetermined interval with the inner container 3130 of the hexagonal cross-section, the outer surface of the inner container 3130, the outer container 3110 surrounding the inner container 3130. ), And an internal heat dissipation fin 3120 formed on an inner surface of the inner container 3130.
  • the LED lighting device 10 for the role of the pick-up light is installed on the outer surface of the outer container 3110.
  • the shape of the heat dissipation container may have a circular or polygonal shape as needed.
  • the present invention relates to a heat dissipation module, a heat dissipation device using the same, and a manufacturing method of the heat dissipation device.
  • the heat dissipation device is provided in a module form in order to receive heat generated from a heat source and release it to the outside.
  • As well as can be used for fishing, such as fishing can be widely used in industry.

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Abstract

본 발명은 외부용기; 상기 외부용기의 내부 공간상에 배치되는 내부용기; 상기 내부용기의 내측면에 밀착되어 배치되는 내부 방열핀; 그리고, 상기 외부용기의 내측면 및 상기 내부용기의 외측면과 함께 밀폐공간을 형성하기 위하여 상기 내부용기 및 외부용기의 상면에 결합되는 상부커버를 포함하며, 상기 밀폐공간에는 열에 의하여 기화되는 매질과 적외선 방출특성을 갖는 분말을 포함하는 작동유체가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 방열모듈, 이를 이용한 방열장치 및 방열장치의 제조방법을 제공한다.

Description

방열모듈, 이를 이용한 방열장치 및 방열장치의 제조방법
본 발명은 방열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열원에서 발생하는 열을 효율적으로 방열시키기 위하여 방열면적을 넓힐 수 있는 킬 수 있는 방열모듈, 방열장치 및 방열장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 열을 방출 또는 발산하는 목적은 상기 열을 발생시키는 열원을 냉각시켜 적정한 상태를 유지하도록 하거나, 특정공간을 가열 또는 냉각하기 위한 것이다.
예를 들면, 집어등을 비롯한 조명기구, 컴퓨터 기기, 전자제어장비, 차량엔진 등은 이들 기기에서 발생하는 열을 외부로 방출시켜 주어 적정한 상태를 유지하여야만 안정된 조건에서 지속적으로 운전되게 된다.
일반적으로, 상기 기기들에서 발생하는 열을 외부로 방출 또는 분산시키기 위한 장치로는 방열장치가 사용된다. 또한, 특정공간의 열을 외부로 배출하여야 하는 경우, 또는 특정공간을 가열하여야 하는 경우에도 상기 방열장치가 사용된다.
최근, 엘이디(LED: Light Emitting Diode)를 이용한 조명기구는 친환경 기술로서 큰 관심을 받고 있다. 일반적으로, 최근의 엘이디 조명기구는 여러 개의 저출력 엘이디를 배열하는 것보다 고출력 엘이디 패키지를 사용하여 상기 엘이디의 장착 개수를 줄이려는 경향을 나타낸다.
그러나, 고출력 엘이디를 사용함에 있어서 가장 중요한 문제는 상기 고출력 엘이디에서 발생하는 열을 외부로 방열시키는 것이다. 상기 고출력 엘이디에서 발생하는 열을 적절하게 냉각시키지 못하면, 순전압이 낮아지게 되어 상기 고출력 엘이디의 발광효율이 떨어질 될 뿐만 아니라 상기 고출력 엘이디의 수명이 단축되는 문제가 발생하게 된다.
최근에는 상기 고출력 엘이디에서 발생하는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있는 기술들이 다양하게 시도되고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 방열면적의 넓히기 위한 구조적인 개선을 통하여 방열효율이 우수한 방열모듈, 이를 이용한 방열장치 및 방열장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 외부용기; 상기 외부용기의 내부 공간상에 배치되는 내부용기; 상기 내부용기의 내측면에 밀착되어 배치되는 내부 방열핀; 그리고, 상기 외부용기의 내측면 및 상기 내부용기의 외측면과 함께 밀폐공간을 형성하기 위하여 상기 내부용기 및 외부용기의 상면에 결합되는 상부커버를 포함하며, 상기 밀폐공간에는 열에 의하여 기화되는 매질과 적외선 방출특성을 갖는 분말을 포함하는 작동유체가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 방열모듈을 제공한다.
본 발명에 따른 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 상술한 방열모듈로 구성되는 제1 방열모듈; 상기 제1 방열모듈과 일정 거리를 가지면서 배치되어 상기 제1 방열모듈과의 사이에서 공기통로가 형성되도록 구비되는 제2 방열모듈; 그리고, 일측면에는 상기 제1 방열모듈 및 상기 제2 방열모듈이 결합되고, 타측면에는 열을 방출하는 열원이 배치되는 설치프레임을 포함하는 방열장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 외부용기의 외벽과, 내부용기의 내벽과, 상기 외벽의 외측면에 배치되는 외부 방열핀과, 상기 내벽의 내부에 배치되는 내부 방열핀이 제작되는 제1 단계; 상기 외부용기의 외벽과 외부 바닥플레이트를 결합시키고, 상기 내부용기의 내벽과 내부 바닥플레이트를 결합시키는 제2 단계; 상기 외부용기의 내측면 및 상기 내부용기의 외측면과 함께 밀폐공간을 형성하기 위하여 상기 외부용기 및 상기 내부용기의 상면에 상부커버를 결합시키는 제3 단계; 그리고, 열에 의하여 기화되는 매질과 적외선 방출특성을 갖는 분말을 포함하는 작동유체를 상기 밀폐공간에 주입하는 단계를 포함하는 방열장치 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 방열모듈, 이를 이용한 방열장치 및 방열장치의 제조방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 이중관 구조를 가지는 방열용기의 내측면 및 외측면에 동시에 방열핀을 설치함으로써 방열면적을 극대화시킬 수 있고, 이로 인하여 방열효과를 높일 수 있는 이점이 있다.
둘째, 외부용기의 외벽, 내부용기의 내벽, 내부 방열핀 및 외부 방열핀을 동시에 사출함으로써 방열핀과 방열용기의 조립이 편리한 이점이 있다.
셋째, 방열용기의 내부가 서로 연통되는 구조를 가짐으로써 상기 방열용기의 내부의 밀폐공간에 존재하는 작동유체가 자유롭게 이동하게 되고, 이로 인하여 방열장치가 지면에 대하여 경사각을 가지더라도 열원의 열을 효율적으로 방열할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방열장치의 제1 실시 예를 나타낸 사시도 이다.
도 2는 도 1의 방열장치에 구비된 제1 방열모듈을 나타낸 사시도 이다.
도 3은 도 2의 방열모듈에 구비된 바닥 플레이트를 나타낸 사이도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 방열장치의 제2 실시 예에 구비된 방열용기의 종단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 방열장치의 제3 실시 예를 나타낸 분해 사시도 이다.
도 6은 본 발명에 따른 방열장치의 제4 실시 예에 구비된 방열용기의 횡단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 방열장치의 제5 실시 예에 구비된 방열용기의 횡단면을 나타낸 단면도이다.
<주요 도면부호의 설명>
100: 내부용기 110: 내벽
120: 내부 바닥플레이트 200: 외부용기
210: 외벽 220: 외부 바닥플레이트
300: 방열핀 310: 외부 방열핀
320: 내부 방열핀
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 방열장치의 실시 예들을 설명한다.
본 발명에 따른 방열장치는 열의 방출 또는 열의 발산이 필요한 모든 기기에 적용된다. 구체적으로, 상기 방열장치는 열을 발생시키는 기기들, 예를 들면, 가로등 및 집어등, 실내등을 포함하는 조명기구, 컴퓨터 기기, 전자 제어장비, 차량엔진 등에 부착되어 상기 기기들을 적정한 온도의 상태로 유지시키게 된다. 또한, 상기 방열장치는 특정공간을 냉난방 시키기 위한 냉난방 기구에 부착되어 열의 분산을 도와주게 된다.
이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 방열장치의 제1 실시 예가 조명기구에 적용된 경우를 구체적으로 설명한다.
상기 방열장치는 제1 방열모듈(100), 상기 제1 방열모듈(100)과 일정 거리를 가지면서 배치되어 상기 제1 방열모듈(100)과의 사이에서 공기통로(3)가 형성되도록 구비되는 제2 방열모듈(200), 그리고 일측면에는 상기 제1 방열모듈(100) 및 상기 제2 방열모듈(200)이 결합되고 타측면에는 열을 방출하는 열원(1)이 배치되는 설치프레임(2)을 포함한다.
상기 제1 방열모듈(100)과 상기 제2 방열모듈(200)은 횡단면이 반원 디스크형태인 튜브용기에 방열핀이 상기 튜브용기의 내측면 및 외측면에 형성된 형태를 가진다.
상기 공기통로(3)는 공기가 이동되는 통로가 되기도 하지만, 비가 왔을 때 빗물이 배출되는 통로가 되기도 한다.
본 실시 예에서는 상기 방열장치가 두 개의 방열모듈을 포함하여 구성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 복수 개의 방열모듈이 일정한 간격을 가지면서 일정각도로 배치될 수 있다. 예를 들면, 3개의 방열모듈이 구비되면 각각의 방열모듈이 서로 일정간격을 가지면서 120°의 각도 간격으로 배치될 수 있다.
물론, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 방열장치가 실내에 설치되는 경우에는 상기 제1 방열모듈(100)과 상기 제2 방열모듈(200)이 서로 맞붙혀진 상태에서 결합될 수도 있고, 일체로 제작될 수도 있다.
상기 제1 방열모듈(100)과 상기 제2 방열모듈(200)은 실질적으로 동일한 구조를 가지므로, 상기 제1 방열모듈(100)에 대하여만 설명한다.
상기 제1 방열모듈(100)은 상기 열원(1)을 냉각시키기 위하여 이중관 구조를 갖는 방열용기와, 상기 방열용기의 내측면 및 외측면에 설치되는 방열핀을 포함한다.
구체적으로, 상기 방열용기는 외부용기(120)와, 상기 외부용기(120)의 내부 공간상에 배치되는 내부용기(110), 상기 외부용기(120) 및 상기 내부용기(110)와 함께 밀폐공간(S)을 형성하는 상부커버(미도시)를 포함한다.
상기 외부용기(120)는 원통 형상의 외벽(121)과, 상기 외부용기(120)의 바닥면을 형성하는 외부 바닥플레이트(123)를 포함하고, 상기 내부용기(110)는 원통 형상의 내벽(111)과, 상기 내부용기(110)의 바닥면을 형성하는 내부 바닥플레이트(113)를 포함한다.
상기 방열핀은 상기 내부용기(110)의 내측면에 형성되는 내부 방열핀(130)과, 상기 외부용기(120)의 외측 표면에 형성되는 외부 방열핀(140)을 포함한다.
상기 내부 방열핀(130) 중 상기 내부 바닥플레이트(113)와 상기 내벽(111)이 용접되는 부위에 위치하는 영역에는 가공의 편의성을 위하여 단차부(131)가 형성되어 있다.
또한, 상기 방열용기는 상기 외부 바닥플레이트(123)와 상기 내부 바닥플레이트(113) 사이에 배치되어 상기 내부용기(110)를 지지하는 지지리브(150)를 더 포함한다.
여기서, 상기 지지리브(150)는 상기 밀폐공간(S)의 내부에 배치되어 상기 밀폐공간(S) 내부에 유로를 형성하게 된다. 물론, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 지지리브(150)는 생략될 수도 있다.
상기 상부커버(미도시)는 상기 내부용기(110) 및 상기 외부용기(120)의 상면에 결합되어 상기 밀폐공간(S)을 형성하게 된다.
상기 밀폐공간(S)에는 열에 의하여 기화되는 매질과 적외선 방출특성을 갖는 분말을 포함하는 작동유체가 내장되어 있다. 상기 매질은 부피를 기준으로 상기 밀폐공간(S)의 15% ~ 30%를 점유하고, 상기 분말은 부피를 기준으로 상기 밀폐공간(S)의 0.5% ~ 2%를 점유하고 있다.
상기 매질로는 메틸 알코올, 암모니아, 메틸 클로로포름 등이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 매질은 상온에서 물보다 비등점이 낮은 액체라면 어떠한 액체라도 무관하다.
또한, 상기 분말로는 규산염 광물의 분말, 옥 분말, 탄소 분말 등이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 분말은 가열되었을 때 적외선을 방출하는 어떠한 광물이 사용되더라도 무관하다.
특히, 상기 밀폐공간(S)은 진공상태, 예를 들면 내부 압력이 0.001 ~ 0.0001mmhg의 상태에 있기 때문에 상기 밀폐공간(S)에서 기화된 매질의 이동은 상당히 빠른 속도로 진행된다. 뿐만 아니라, 상기 밀폐공간(S)의 내부는 진공상태를 유지하고 있기 때문에 상기 분말로부터 방출되는 적외선 및 기화된 상기 매질의 복사열로 인한 열전달이 크게 일어나게 된다.
여기서, 상기 외벽(121)의 외측면에 상기 외부 방열핀(140)이 형성되고, 상기 내벽의 내측면에 상기 내부 방열핀(130)이 형성됨으로써 방열면적이 극대화되고, 이로 인하여 방열효과를 높일 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 방열용기가 일정간격을 가지면서 일체로 사출되되 원주방향을 따라 내벽과 외벽이 일정거리만큼 서로 완전히 일체로 합체되었다가 다시 분리되어 내부에 공간을 형성하는 과정을 반복하는 형상으로 구비되고, 상기 내벽과 외벽이 일체로 합체된 영역의 벽면에는 공기가 관통하는 관통홀이 형성될 수도 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 방열장치의 제작방법을 설명하면 다음과 같다.
제1 방열모듈(100)과 제2 방열모듈(200)이 각각 제작되고, 상기 제1 방열모듈(100)과 상기 제2 방열모듈(200)은 일정간격을 가지면서 설치프레임(2)에 설치됨으로써 열원(1)의 열을 냉각시키게 된다.
먼저, 외부용기의 외벽(121)과, 내부용기의 내벽(111)과, 상기 외벽(121)의 외측면에 배치되는 외부 방열핀(140)과, 상기 내벽(111)의 내부에 배치되는 내부 방열핀(130)이 제작되는 제1 단계가 수행된다.
여기서, 상기 제1 단계는 상기 외벽(121)의 일부분, 상기 내벽(111)의 일부분, 상기 내부 방열핀(130)의 일부분, 상기 외부 방열핀(140)의 일부분이 동시에 사출되는 제1 방열모듈 제작단계와, 상기 외벽(121)의 다른 일부분, 상기 내벽(111)의 다른 일부분, 상기 내부 방열핀(130)의 다른 일부분, 상기 외부 방열핀(140)의 다른 일부분이 동시에 사출되는 제2 방열모듈 제작단계를 포함한다.
본 실시 예에서는 방열용기의 단면형상이 반원 디스크의 형상을 가지지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 원형 디스크의 일부분으로 형성될 수 있다.
상기 외벽(121)의 길이가 상기 내벽(111)의 길이보다 더 길게 사출된다. 왜냐하면, 상기 외벽(121)은 외부 바닥플레이트(123)와 용접 결합되고, 상기 내벽(111)은 내부 바닥플레이트(113)와 용접되는 경우에 있어서, 상기 외부 바닥플레이트(123)와 상기 내부 바닥플레이트(113)의 높이 차가 존재하기 때문이다.
상기 내부 바닥플레이트(113)의 직경보다 상기 외부 바닥플레이트(123)의 직경이 큰 값을 가지도록 절단된다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 판 형상의 튜브가 상기 내부 바닥플레이트(113) 면과 상기 외부 바닥플레이트(123) 면이 서로 단차지도록 절단될 수 있다. 물론, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 내부 바닥플레이트(113)가 상기 외부 바닥플레이트(123)를 향해 경사지게 절단될 수도 있다.
여기서, 상기 방열용기의 바닥플레이트는 상기 외부용기의 외부 바닥플레이트(123), 상기 내부용기의 내부 바닥플레이트(113) 및 지지리브(150)를 포함하여 구성된다. 상기 방열용기의 바닥 플레이트는 내부에 지지리브가 구비되어 유로를 형성하고 있는 판 형상의 튜브를 절단함으로써 형성된다.
다음으로, 상기 외부용기의 외벽(121)과 외부 바닥플레이트(123)를 결합시키고, 상기 내부용기의 내벽(111)과 내부 바닥플레이트(113)를 결합시키는 제2 단계가 수행된다.
여기서, 도시된 P1 지점은 상기 내벽(111)과 상기 내부 바닥플레이트(113)가 용접되는 지점이고, P2 지점은 상기 외벽(121)과 상기 외부 바닥플레이트(123)가 용접되는 지점이다.
다음으로, 상기 외부용기(120)의 내측면 및, 상기 내부용기(110)의 외측면과 함께 상기 밀폐공간(S)을 형성하기 위하여 상기 외부용기(120) 및 상기 내부용기(110)의 상면에 상부커버를 결합시키는 제3 단계가 수행된다.
다음으로, 상기 밀폐공간(S)에 열에 의하여 기화되는 매질과 적외선 방출특성을 갖는 분말을 포함하는 작동유체를 주입하는 단계가 수행된다.
결과적으로, 방열장치를 제조함에 있어서, 상기 외부용기의 외벽(121), 상기 내부용기의 내벽(111), 상기 내부 방열핀(130) 및 외부 방열핀(140)을 동시에 사출성형함으로써 별도의 조립공정이 생략됨으로 인하여 제조시간이 단축되며 상기 방열장치의 제작이 편리해진다.
특히, 상기 방열용기는 알루미늄 재질로 제작됨으로써 우수한 방열특성을 가진다. 또한, 상기 방열용기에는 공기의 이동통로가 되는 관통홀이 형성될 수도 있다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 방열장치의 제2 실시 예를 설명한다.
본 실시 예에 따른 방열장치는 상술한 제1 실시 예에 따른 방열장치와 실질적으로 동일하다. 다만, 본 실시 예에 구비된 내부용기의 형상이 상술한 제1 실시 예와 다르기 때문에 이에 대하여 중점적으로 설명한다.
본 실시 예에 따른 방열용기는 외부용기(1200)와 내부용기(1100)를 포함한다.
상기 외부용기(1200)는 외벽(1210)과, 상기 외벽(1210)의 하단부와 결합되는 외부 바닥플레이트(1220)를 포함하고, 상기 내부용기(1100)는 내벽(1110)과, 상기 내벽(1110)의 하단부와 결합되는 내부 바닥플레이트(1120)를 포함한다.
여기서, 상기 내벽(1110)과 상기 내부 바닥플레이트(1120)는 둔각(90 + θ)을 가지면서 서로 용접결합된다. 상기 내벽(1110)과 상기 내부 바닥플레이트(1120)가 결합되는 지점은 P1 이고, 상기 외벽(1210)과 상기 외부 바닥플레이트(1220)가 결합되는 지점은 P2 이다.
상기 내벽(1110)과 상기 내부 바닥플레이트(1120)가 서로 둔각을 가지면서 결합되면, 상기 방열용기 자체가 기울어졌을 때 상기 내벽(1110)과 상기 내부 바닥플레이트(1120)가 수직으로 결합된 경우보다 더 많은 양의 작동유체가 상기 밀폐공간(S)의 하부영역에 배치되게 된다.
결과적으로, 상기 내벽(1110)과 상기 내부 바닥플레이트(1120)가 서로 둔각을 가지면서 결합되면, 상기 방열용기 자체가 기울어져도 상기 작동유체를 매개로 하는 방열작용은 안정적으로 수행될 수 있다. 상기 내벽(1110)과 상기 내부 바닥플레이트(1120)의 결합각도는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 방열장치의 제3 실시 예를 설명한다.
본 실시 예에 따른 방열장치는 방열용기(2100), 내부 방열핀(2200) 및 외부 방열핀(2300)를 포함한다.
상기 방열용기(2100)는 내부용기(2110), 상기 내부용기(2110)의 외측 반경방향으로 일정 간격을 가진 상태에서 상기 내부용기(2110)의 둘러싸면서 배치되는 외부용기(2120), 그리고 상기 내부용기(2110)의 측벽과 상기 외부용기(2120)의 측벽 사이에 형성되는 보강리브(2130)를 포함한다.
또한, 상기 방열용기(2100)에는 상기 내부용기(2110) 및 외부용기(2120)를 관통하는 용기 관통홀(2121)이 형성되어 있고, 상기 용기관통홀(2121)은 상기 내부 방열핀(130)에 형성된 제1 핀 관통홀(2211)과, 상기 외부 방열핀(140)에 형성된 제2 핀 관통홀(2311)과 서로 연통된다.
결과적으로, 외부의 공기가 상기 용기관통홀(2121), 상기 제1 핀관통홀(2211) 및 상기 제2 핀관통홀(2311)을 지나면서 상기 내부 방열핀(130)을 냉각시키게 된다.
상기 내부용기(2110)와 상기 외부용기(2120)는 스테인레스강으로 제작되며, 상기 보강리브(2130)는 알루미늄재질로 제작된다.
상기 내부용기(2110)와 상기 외부용기(2120)는 일체로 동시 사출되며, 상기 보강리브(2130)는 상기 내부용기(2110), 상기 외부용기(2120) 및 상부커버(미도시)에 의하여 형성되는 밀폐공간을 진공상태로 만드는 과정에서 발생할 수 있는 방열용기의 변형을 방지하기 위한 것이다.
한편, 상기 내부 방열핀(2200)은 상기 내부용기(2110)의 내측 공간에 끼워지고, 상기 외부 방열핀(2300)은 상기 외부용기(2120)의 외측면에 끼워진다.
상기 내부 방열핀(2200)은 내부 핀허브(2210)와, 상기 내부 핀허브(2210)에서 내측 반경방향으로 형성되어 있는 복수 개의 내부 단위핀(2220)들을 포함한다. 상기 내부 핀허브(2210) 상에는 상기 제1 핀관통홀(2211)이 형성되어 있다.
또한, 상기 외부 방열핀(2300)은 외부 핀허브(2310)와, 상기 외부 핀허브(2310)에서 외측방향으로 형성되어 있는 복수 개의 외부 단위핀(2320)들을 포함한다. 상기 외부 핀허브(2310) 상에는 상기 제2 핀관통홀(2311)이 형성되어 있다.
상기 외부 방열핀(2300)과 상기 내부 방열핀(2200)은 별도로 제작되어 상기 방열용기(2100)에 끼워짐으로써 상기 방열장치가 완성된다.
여기서, 상기 방열용기(2100)는 조명기구가 설치되는 설치판(20) 상에 배치된다. 물론, 상기 설치판 상에도 상기 내부용기의 내부공간과 연통되는 관통홀이 형성될 수도 있을 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 방열장치의 제4 실시 예에 구비된 방열용기의 횡단면을 나타낸 단면도이다.
상기 제4 실시 예에 따른 방열장치(4100)는 내부용기(4120), 상기 내부용기(4120)의 외측면과 일정 간격을 가지면서 배치되어 상기 내부용기(4120)의 둘러싸는 외부용기(4110), 상기 내부용기(4120)의 내측면에 형성되는 내부 방열핀(4130), 상기 외부용기(4110)의 외측면에 형성되는 외부 방열핀(4140)을 포함한다. 여기서, 상기 내부용기(4120) 및 상기 외부용기(4110)의 횡단면은 사각형상을 가진다.
도 7은 본 발명에 따른 방열장치의 제5 실시 예에 구비된 방열용기의 횡단면을 나타낸 단면도이다.
상기 제5 실시 예에 따른 방열장치는 상술한 실시 예들과 달리, 집어등에 사용되는 것으로서, 외부 방열핀이 존재하지 않는다.
구체적으로, 상기 방열장치(3100)는 육각형상 단면의 내부용기(3130), 상기 내부용기(3130)의 외측면과 일정 간격을 가지면서 배치되어 상기 내부용기(3130)의 둘러싸는 외부용기(3110), 그리고 상기 내부용기(3130)의 내측면에 형성되는 내부 방열핀(3120)을 포함한다. 여기서, 상기 외부용기(3110)의 외측면에는 집어등의 역활을 위한 엘이디 조명기구(10)가 설치되어 있다.
결과적으로, 상기 엘이디 조명기구(10)에서 발생한 열은 상기 내부 방열핀(3120)에 의하여 외부로 방열된다. 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 방열용기의 형상은 필요에 따라 원형 또는 다각형의 형상을 가질 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명은 방열모듈, 이를 이용한 방열장치 및 방열장치의 제조방법에 관한 것으로서, 열원에서 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출함에 있어서 방열장치가 모듈형태로 구비됨으로써 일반도로, 관공서, 학교 등의 가로등뿐만 아니라 고기잡이를 위한 집어등에 사용될 수 있으므로 산업상 널리 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 외부용기;
    상기 외부용기의 내부 공간상에 배치되는 내부용기;
    상기 내부용기의 내측면에 밀착되어 배치되는 내부 방열핀; 그리고,
    상기 외부용기의 내측면 및 상기 내부용기의 외측면과 함께 밀폐공간을 형성하기 위하여 상기 내부용기 및 외부용기의 상면에 결합되는 상부커버를 포함하며, 상기 밀폐공간에는 열에 의하여 기화되는 매질과 적외선 방출특성을 갖는 분말을 포함하는 작동유체가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 방열모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    열을 외부로 방출시키기 위하여 상기 외부용기의 외측면에 일체로 형성되는 외부 방열핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부용기는 외벽과, 상기 외벽의 하단부 외측면에서 상기 외벽과 용접결합되는 외부 바닥플레이트를 포함하며, 상기 내부용기는 내벽과, 상기 내벽의 외측면에서 상기 내벽과 용접결합되는 내부 바닥플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외부 바닥플레이트와 상기 내부 바닥플레이트 사이에 배치되어 상기 내부용기를 지지하는 지지리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 내벽과 상기 내부 바닥플레이트는 둔각을 가지면서 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 방열모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내부용기와 상기 외부용기는 용접결합되고, 상기 내부용기의 내부에는 상기 내부 방열핀이 끼움결합되고, 상기 외부용기의 외부에는 외부 방열핀이 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 방열모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내부용기와 상기 외부용기는 스테인레스강으로 제작되며, 상기 내부용기와 외부용기 사이에는 알루미늄재질의 보강리브가 구비되는 것을 특징으로 하는 방열모듈.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방열모듈로 구성되는 제1 방열모듈;
    상기 제1 방열모듈과 일정 거리를 가지면서 배치되어 상기 제1 방열모듈과의 사이에서 공기통로가 형성되도록 구비되는 제2 방열모듈; 그리고,
    일측면에는 상기 제1 방열모듈 및 상기 제2 방열모듈이 결합되고, 타측면에는 열을 방출하는 열원이 배치되는 설치프레임을 포함하는 방열장치.
  9. 외부용기의 외벽과, 내부용기의 내벽과, 상기 외벽의 외측면에 배치되는 외부 방열핀과, 상기 내벽의 내부에 배치되는 내부 방열핀이 제작되는 제1 단계;
    상기 외부용기의 외벽과 외부 바닥플레이트를 결합시키고, 상기 내부용기의 내벽과 내부 바닥플레이트를 결합시키는 제2 단계;
    상기 외부용기의 내측면 및 상기 내부용기의 외측면과 함께 밀폐공간을 형성하기 위하여 상기 외부용기 및 상기 내부용기의 상면에 상부커버를 결합시키는 제3 단계; 그리고,
    열에 의하여 기화되는 매질과 적외선 방출특성을 갖는 분말을 포함하는 작동유체를 상기 밀폐공간에 주입하는 단계를 포함하는 방열장치 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단계는 상기 외벽의 일부분, 상기 내벽의 일부분, 내부 방열핀의 일부분, 외부 방열핀의 일부분이 동시에 사출되는 제1 방열모듈 제작단계와,
    상기 외벽의 다른 일부분, 상기 내벽의 다른 일부분, 상기 내부 방열핀의 다른 일부분, 상기 외부 방열핀의 다른 일부분이 동시에 사출되는 제2 방열모듈 제작단계를 포함하며,
    상기 제1 방열모듈과 상기 제2 방열모듈은 일정거리 떨어진 위치에서 독립적으로 배치되어, 상기 제1 방열모듈과 상기 제2 방열모듈 사이에는 공기통로가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 방열장치의 제조방법.
PCT/KR2013/003172 2012-04-16 2013-04-16 방열모듈, 이를 이용한 방열장치 및 방열장치의 제조방법 WO2013157807A1 (ko)

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