(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2013년06월07일
(11) 등록번호 10-1272456
(24) 등록일자 2013년05월31일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
F21V 29/00 (2006.01) F21V 17/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2012-0130159
(22) 출원일자 2012년11월16일
심사청구일자 2012년11월16일
(56) 선행기술조사문헌
KR200460223 Y1*
KR1020110072651 A
KR1020110084776 A
KR1020070116331 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
주식회사 일성특수조명
경기도 의왕시 한밭들길 26, 4층 (고천동,(주)모
든테크)
(72) 발명자
이 원 범
경기도 의왕시 삼동 삼신아파트 1동 415호
(74) 대리인
강명구
전체 청구항 수 : 총 6 항 심사관 : 황재연
(54) 발명의 명칭 히트파이프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체
(57) 요 약
본 발명은 LED 조명기구 장착 판(300), 상기 장착 판 조명기구가 고정되는 면과는 반대편에 고정되는 히트 파이
프(400), 그리고 상기 히트 파이프(400) 외측에 기계적 압착 고정되는 방열 핀(500)로 구성되는 LED 조명기구의
냉각장치 조립체에 있어서, 상기 상기 LED 조명기구 장착 판(300)에는 하나 이상의 고정 구(hole)(320)가 형성되
어 상기 장착 판 수직 후방으로 히트 파이프(400)가 결착 볼트(310)에 의해 고정되며, 상기 히트 파이프(400)의
일측단은 원 주위에 원주위 굴곡부(451)를 갖도록 만들어진 히트 파이프 내측에 위치한 밀착 파이프(441), 밀착
파이프(441)내로 가압하여 끼워지며 밀착 파이프(441) 내부에 상기 결착 볼트(310)가 고정될 수 있도록 너트 나
사산(410)이 만들어진 내측 파이프(442)로 구성되며, 상기 히트 파이프(400) 타측단은 원 주위에 원주위 굴곡부
(452)를 갖도록 만들어진 히트 파이프 내측에 위치한 밀착 파이프(446), 밀착 파이프(446)내로 가압하여 끼워지
며 밀착 파이프(446) 내부에 캡 볼트(430)가 고정될 수 있도록 너트 나사산(420)이 만들어진 내측 파이프(445)로
구성되며, 히트 파이프 내부 공간에 채워진 작동 유체가 유출되지 않도록 내측 파이프(445)내의 너트 나사산 내
로 먼저 삽입되어 채워지는 첨두 캡 볼트(447), 상기 캡 볼트가 채워지기 전에 히트 파이프(400) 내부 공간으로
의 공기유입을 차단하기 위한 안전장치로서 열 전달 효율이 높은 실리콘(440) 그리고 작동 유체 유출차단 캡 볼
트(430)를 더욱 포함함을 특징으로 하는 히트파이프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체를 제공
한다.
대 표 도 - 도6
등록특허 10-1272456
- 1 -
특허청구의 범위
청구항 1
LED 조명기구 장착 판(300), 상기 LED 조명기구 장착 판(300)에 조명기구가 고정되는 면과는 반대편에 고정되는
히트 파이프(400), 그리고 상기 히트 파이프(400) 외측에 기계적 압착 고정되는 방열 핀(500)으로 구성되는 LED
조명기구의 냉각장치 조립체에 있어서,
상기 LED 조명기구 장착 판(300)에는 하나 이상의 고정 구(hole)(320)가 형성되어 상기 LED 조명기구 장착 판
(300) 수직 후방으로 히트 파이프(400)가 결착 볼트(310)에 의해 고정되며,
상기 히트 파이프(400) 외부에는 조명기구에서 발생된 고온의 열을 히트 파이프(400)를 통해 외부로 방출할 수
있도록 방사상으로 다수의 지느러미 부(510)를 갖는 방열 핀(500)이 히트 파이프 외측에 압착 결합됨을 특징으
로 하는 히트파이프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체.
청구항 2
제1항에 있어서, 상기 LED 조명기구 장착 판(300)에 인접하여 하나의 방열 핀(500)이 히트 파이프 외주 면에 고
정되고, 다른 하나의 방열 핀(500)이 상기 LED 조명기구 장착 판(300)으로부터 멀리 떨어져 히트 파이프 타측
단에서 다시 히트 파이프 외주 면에 고정됨을 특징으로 하는 히트파이프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉
각장치 조립체.
청구항 3
제1항에 있어서, LED 조명기구 장착 판(300)에 견고하게 고정할 수 있기 위하여 히트 파이프(400) 일측 단에서
는 LED 조명기구 장착 판(300)의 LED 조명기구가 고정되는 측면으로부터 결착 볼트(310)를 끼워 넣음으로써 결
착 볼트(310)가 LED 조명기구 장착 판과 히트 파이프를 단단히 결착시키고, 히트 파이프(400) 타측 단에서는 히
트 파이프 내부 공간에 채워진 작동 유체가 유출되지 않도록 캡 볼트(430)로 채워짐을 특징으로 하는 히트파이
프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체.
청구항 4
LED 조명기구 장착 판(300), 상기 LED 조명기구 장착 판(300)에 조명기구가 고정되는 면과는 반대편에 고정되는
히트 파이프(400), 그리고 상기 히트 파이프(400) 외측에 기계적 압착 고정되는 방열 핀(500)로 구성되는 LED
조명기구의 냉각장치 조립체에 있어서,
상기 LED 조명기구 장착 판(300)에는 하나 이상의 고정 구(hole)(320)가 형성되어 상기 장착 판 수직 후방으로
히트 파이프(400)가 결착 볼트(410)에 의해 고정되며,
상기 히트 파이프(400) 외부에는 조명기구에서 발생된 고온의 열을 히트 파이프(400)를 통해 외부로 방출할 수
있도록 방사상으로 다수의 지느러미 부(510)를 갖는 방열 핀(500)이 히트 파이프 외측에 압착 결합되고, 그리고
상기 히트 파이프(400)의 일측단은 원 주위에 원주위 굴곡부(451)를 갖도록 만들어진 히트 파이프 내측에 위치
한 밀착 파이프(441), 밀착 파이프(441)내로 가압하여 끼워지며 밀착 파이프(441) 내부에 상기 결착 볼트(310)
가 고정될 수 있도록 너트 나사산(410)이 만들어진 내측 파이프(442)로 구성됨을 특징으로 하는 히트파이프와
방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체.
청구항 5
제4항에 있어서, 상기 히트 파이프(400)의 타측단은 원 주위에 원주위 굴곡부(452)를 갖도록 만들어진 히트 파
등록특허 10-1272456
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이프 내측에 위치한 밀착 파이프(446), 밀착 파이프(446)내로 가압하여 끼워지며 밀착 파이프(446) 내부에 캡
볼트(430)가 고정될 수 있도록 너트 나사산(420)이 만들어진 내측 파이프(445)로 구성됨을 특징으로 하는 히트
파이프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체.
청구항 6
제5항에 있어서, 히트 파이프 내부 공간에 채워진 작동 유체가 유출되지 않도록 내측 파이프(445)내의 너트 나
사산 내로 먼저 삽입되어 채워지는 첨두 캡 볼트(447), 상기 캡 볼트가 채워지기 전에 히트 파이프(400) 내부
공간으로의 공기유입을 차단하기 위한 안전장치로서 삽입되는 실리콘(440) 그리고 작동 유체 유출차단 캡 볼트
(430)를 더욱 포함함을 특징으로 하는 히트파이프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 히트파이프를 이용한 냉각장치를 구비한 LED조명기구의 냉각장치에 대한 것으로, 더욱 구체적으로는[0001]
히트파이프를 이용하여 LED에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시키기 위한 LED조명기구 냉각장치 조립체에 관
한 것이다.
배 경 기 술
LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드)는 반도체의 일종으로서 전압을 가하면 전기에너지가 빛 에너지로 변[0002]
화하여 발광하는 현상을 이용하는 것이다. 이러한 LED를 이용한 조명기구는, 기존의 형광등이나 백열등에 비하
여 전력소비가 매우 적고 에너지효율이 높을 뿐 만 아니라 수명이 매우 길고, 다양한 색상의 빛을 구현할 수 있
다는 장점이 있다. 그러나 현재 사용되고 있는 LED조명 기구는, 작동 시 LED에서 발생하는 고열을 효과적으로
냉각시켜야 하는 문제가 있다. 다음 종래기술들에서는 LED조명기구의 냉각장치에 대한 것으로 방열핀이 결합된
히트파이프가 LED조명기구의 장착판에 다양한 형태로 결합되는 관계를 특징으로 하는 LED조명기구의 냉각장치에
대한 것들을 개시하고 있다.
종래기술인 한국 특허10-1031650호에서는 LED 조명기구 냉각장치용 냉각장치와 관련하여 다음과 같이 설명한다. [0003]
도 1 및 2에는 상기 발명에 따른 LED 조명기구용 냉각장치(100)가 LED 조명기구의 일부인 장착판(210)에 결합된[0004]
상태가 도시되어있다.
도시된 실시 예에서, LED 조명기구용 냉각장치(100)는 히트파이프(110), 방열핀(120) 및 결합부재(130)를 구비[0005]
한다. 히트파이프(110)는 한쪽 단부가 LED 조명기구의 일부인 장착판(210)과 기계적 방식으로 결합된다. 히트
파이프는 파이프형상을 가지며, 스테인레스강으로 이루어진다. 히트파이프는 주로 구리와 같이 열전도성이 높은
금속으로 이루어지는 것이 일반적이지만, 구리의경우 강에 비해 가격이 높다는 단점이 있다. 따라서, 상기 실시
예에서는 스테인레스 강을 이용하여 히트파이프를 형성한다.
상기 종래 발명에서는 구리에 비해 떨어지는 열 전달 율을 보상하기 위하여, 후술하는 바와 같이 작동유체로서[0006]
일반적인 히트파이프에서와는 다른 재료를 이용한다. 방열핀(120)은 히트파이프(110)의 다른 쪽 단부에 설치되
며, 알루미늄과같이 열 전달율이 높은 재료로 이루어지는 것이 좋다. 히트파이프(110)와 방열핀(120)은 히트파
이프(110)를 확관시켜 방열핀(120)과 압착시키는 방식으로 서로 결합된다. 이경우, 히트파이프(110)로부터 방열
핀(120)으로의 열전달율이 증가하고, 히트파이프(110) 내부공간이 증가하는 이점이 있다.
그러나 상기와 같은 LED조명기구는, 작동시 LED에서 발생하는 열을 냉각시키지 위하여 LED가 고정되는 고정판에[0007]
히트 파이프가 히트 파이프의 전장에서 걸쳐서 연결되어 있어서 히트 파이프로 전달된 LED 발생 열이 효과적으
등록특허 10-1272456
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로 방열되지 못하며, 이 같이 LED에서 방출된 열은 결국 히트 파이프 외측에 결합된 방열핀(120)에서 방출하도
록 되어 있고, 또한 상기 히트 파이프를 고정판에 연결하기 위해서는 결합부재(130)의 추가 구성이 필요하여 구
성이 복잡해지고 추가 비용이 요구되는 문제가 있다.
또한 한국 공개특허10-2008-0071812호에서는 종래기술의 '히트파이프를 이용한 냉각장치를 구비한 LED 조명 조[0008]
립체'와 관련하여 다음과 같이 설명한다.
도 3 및 4에는 상기 종래 기술 실시예의 히트파이프를 이용한 냉각장치를 구비한 LED 조명 조립체가 도시된다.[0009]
히트파이프를 이용한 냉각장치를 구비한 LED조명 조립체(1)는, 히트파이프(10), LED결합체(20), 방열부(30) 및
전기 연결부(40)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 히트파이프(10)는, LED결합체(20)의 LED(21)에서 발생하는 열을 방열부(30)로 빠르게 전달하는 역할을 한[0010]
다. 히트파이프(10)는 도 2에 단면으로 표시되어 있으며, 히트파이프(10)는, 그 내부공간이 진공상태로 밀봉되[0011]
어 있으며, 그 내부에는 작동유체가 들어 있다. 히트파이프(10)의 형태는 전체적으로 원기둥형태이며, 흡열면
(12), 밀봉면(14) 및 측면(16)을 가진다.
상기 흡열면(12)은, 흡열캡(50)의 하면을 말하고, 밀봉면(14)은 밀봉캡(52)의 상면을 말한다. ?상기 흡열면(1[0012]
2)과 밀봉면(14)에는 이들을 관통하는 관통공(11)이 형성되어 있다. 즉, 히트파이프(10)의 중앙부분에는 상면부
터 하면에 이르기까지 상하 방향으로 완전히 뚫려 있는 관통공(11)이 형성되어 있다.
상기 관통공(11)은, 내측관부재(18)에 의해 형성된다. 상기 종래기술의 공개 공보 도 9를 참조하면, 흡열캡(5[0013]
0)의 상면과, 외측관부재(19)의 내측면(190)에는 각각 소결윅(58, 60)이 구비되어 있다. 한편, 내측관부재(18)
의 내측면(180)에도 금속분말이 소결되어 형성된 소결윅(62)이 구비되어 있다. 이때, 내측관부재(18)의 내측면
(180)이라 함은 내측관부재(18)의 양측면 중에 히트파이프의 내부공간(100)을 향하는 측면을 의미한다.
상기 종래기술에서는 히트파이프(10)가 LED 결합체(20)에 납땜 등의 방식으로 결합되는 것이나, 이 같은 냉각장[0014]
치는 LED 조명기구의 크기에 비해 전체 냉각장치의 크기 또는 중량이 과대하여 상대적으로 큰 LED 조명기구 즉
높은 조도의 조명기구에 사용하기 위한 냉각장치로는 적합하지 않다.
발명의 내용
해결하려는 과제
상기 종래기술의 LED조명기구의 냉각장치에서 한국 특허10-103165호에서는 히트파이프가 결합부재(130)를 통해[0015]
장착판에 결합되고 히트파이프 전장에 걸쳐 고정 부착되며 방열핀(120)이 히트파이프 일측단에 구성되어, 히트
파이프 고정 결착에 추가의 구성 요소를 필요로 하고 히트파이프가 장착판에 완전히 부착 결합되어 냉각 효율이
떨어지며, 또한 방열핀(120)이 히트파이프 일측단에만 구성될 수 있는 문제가 있었다.
[0016]
또한 한국 공개특허10-2008-0071812호에서는 히트파이프(10)가 LED 결합체(20)에 납땜 등의 방식으로 결합되는[0017]
것이나, 이 같은 냉각장치는 LED 조명기구의 크기에 비해 전체 냉각장치의 크기 또는 중량이 과대하여 상대적으
로 용량이 큰 LED 조명기구에 사용하기 위한 냉각장치로는 적합하지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 새로운 구조의 히트파이프를 이용한 냉각장치를 LED 조[0018]
명 조립체에 구비함으로써, LED에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각하는 것이 가능한 히트파이프를 이용한 냉각
장치를 구비한 LED 조명 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.
등록특허 10-1272456
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과제의 해결 수단
본 발명의 한 특징에 따라, LED 조명기구 장착 판, 상기 장착 판 조명기구가 고정되는 면과는 반대편에 고정되[0019]
는 히트 파이프, 그리고 상기 히트 파이프 외측에 기계적 압착 고정되는 방열 핀로 구성되는 LED 조명기구의 냉
각장치에 있어서, 상기 상기 LED 조명기구 장착 판에는 하나 이상의 고정 구(hole)가 형성되어 상기 장착 판 수
직 후방으로 히트 파이프가 결착 볼트에 의해 고정되며, 상기 히트 파이프 외부에는 조명기구에서 발생된 고온
의 열을 히트 파이프를 통해 외부로 방출할 수 있도록 방사상으로 다수의 지느러미 부를 갖는 방열 핀이 히트
파이프 외측에 압착 결합됨을 특징으로 하는 히트파이프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체를
제공한다.
본 발명의 다른 한 특징에 따라, 상기 장착 판에 인접하여 하나의 방열 핀이 히트 파이프 외주 면에 고정되고,[0020]
다른 하나의 방열 핀이 상기 장착 판으로부터 멀리 떨어져 히트 파이프 타측 단에서 다시 히트 파이프 외주 면
에 고정되며, 상기 조명기구 장착판에 견고하게 고정할 수 있기 위하여 히트 파이프 일측 단에서는 장착판의
LED 조명기구가 고정되는 측면으로부터 결착 볼트를 끼워 넣음으로써 결착 볼트가 장착판과 히트 파이프를 단단
히 결착시키고, 히트 파이프 타측 단에서는 히트 파이프 내부 공간에 채워진 작동 유체가 유출되지 않도록 캡
볼트로 채워짐을 특징으로 하는 히트파이프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체를 제공한다.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, LED 조명기구 장착 판, 상기 장착 판 조명기구가 고정되는 면과는 반대편에[0021]
고정되는 히트 파이프, 그리고 상기 히트 파이프 외측에 기계적 압착 고정되는 방열 핀로 구성되는 LED 조명기
구의 냉각장치 조립체에 있어서, 상기 상기 LED 조명기구 장착 판에는 하나 이상의 고정 구(hole)가 형성되어
상기 장착 판 수직 후방으로 히트 파이프가 결착 볼트에 의해 고정되며, 상기 히트 파이프의 일측단은 원 주위
에 원주위 굴곡부를 갖도록 만들어진 히트 파이프 내측에 위치한 밀착 파이프, 밀착 파이프내로 가압하여 끼워
지며 밀착 파이프 내부에 상기 결착 볼트가 고정될 수 있도록 너트 나사산이 만들어진 내측 파이프로 구성되며,
상기 히트 파이프 타측단은 원 주위에 원주위 굴곡부를 갖도록 만들어진 히트 파이프 내측에 위치한 밀착 파이
프, 밀착 파이프내로 가압하여 끼워지며 밀착 파이프 내부에 캡 볼트가 고정될 수 있도록 너트 나사산이 만들어
진 내측 파이프로 구성되며, 히트 파이프 내부 공간에 채워진 작동 유체가 유출되지 않도록 내측 파이프내의 너
트 나사산 내로 먼저 삽입되어 채워지는 첨두 캡 볼트, 상기 캡 볼트가 채워지기 전에 히트 파이프 내부 공간으
로의 공기유입을 차단하기 위한 안전장치로서 열 전달 효율이 높은 실리콘 그리고 작동 유체 유출차단 캡 볼트
를 더욱 포함함을 특징으로 하는 히트파이프와 방열 핀이 구비된 LED 조명기구의 냉각장치 조립체가 제공된다.
발명의 효과
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 히트파이프와 방열핀이 구비된 LED조명기구의 냉각장치는 LED의 장착판[0022]
후방 수직으로 히트파이프와 방열핀을 구비함으로써 LED에서 발생되는 열을 히트파이프가 급속히 흡수하고, 이
를 히트파이프에 결착되어 역시 장착판 후방 수직으로 배치되는 방열핀을 통해 급속히 방출하여 열방출 효과를
대폭 향상시킬수 있을 뿐 만 아니라 파이프 구경이 작은 히트파이프를 장착판에 직접 결착시키는 구성에 의해
한국 특허10-103165호에서와 같은 결합부재(130)를 사용하지 않음으로써 구성 요소를 간소화하고, 방열 효율을
극대화 하며, 한국 공개특허10-2008-0071812호에서와는 달리 냉각장치 조립체의 중량을 최소로 하여 조명기구의
용도에 맞게 적절한 크기의 냉각장치를 구성시킬 수 있는 효과를 갖는다. 이 같은 구성은 부수적으로 LED 조명
기구의 수명을 대폭 연장시킬 수 있는 효과가 있는 것이기도 하다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명기구용 냉각장치가 LED 조명기구의 장착판에[0023]
고정된 상태를 배면에서 도시한도면.
도 2는 종래기술에 따른 LED 조명기구용 냉각장치가 LED 조명기구의 장착판에 고정된상태를전면에서도시한도면.
도 3은 또 다른 종래 기술에 따른 히트파이프를 이용한 냉각장치를 구비한 LED조명 조립체의 사시도.
등록특허 10-1272456
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도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 개략적 단면도.
도 5은 본 발명에 따라 LED 조명기구용냉각장치의 주요 구성인 LED 조명기구의 장착판, 히트 파이프 그리고 방
열 핀을 각각 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 히트 파이프를 구체적으로 도시한 도면.
도 7는 도 5의 히트 파이프가 조명기구의 장착판에 수직 후방으로 결착되기 전 상태를 도시한 도면.
도 8은 도 5의 히트 파이프가 조명기구의 장착판에 수직 후방으로 결착된 상태를 도시한 도면.
도 9는본 발명의 기술에 따른 LED 조명기구용냉각장치가 완성된 상태의 도면.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
하기에서는 본 발명의 첨부 도면을 참고로 상세히 설명한다. [0024]
도 6는 본 발명에 따른 히트 파이프를 구체적으로 도시한 도면이며, 도 7 및 도8은 본 발명의 바람직한 실시 예[0025]
에 따라 LED 조명기구용 냉각장치의 히트 파이프(400)가 LED 조명기구의 장착판(300)에 수직 후방으로 연결된
상태를 도시한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 조명기구의 냉각장치의 주요 구성은 원판 형태의 조명기구 장착[0026]
판(300), 상기 장착 판 조명기구가 고정되는 면과는 반대편에 고정되는 히트 파이프(400), 그리고 상기 히트 파
이프(400) 외측에 기계적으로 압착 고정되는 방열 핀(500)으로 이루어진다.
원판 형태의 LED 조명기구 장착 판(300)에는 도 5에서 도시된 바와 같이, LED 조명기구가 장착되는 장착 판[0027]
(300) 일측 면 반대 방향으로, 즉 상기 장착 판 수직 후방으로 히트 파이프(400)가 결착 볼트(310)에 의해 고정
될 수 있도록,상기 장착 판에는 하나 이상의 고정 구(hole)(320)가 형성된다. 하기에서 더욱 상세히 설명될 히
트 파이프(400)의 경우, 상기 고정구를 통하여 장착 판(300)에 고정되는 히트 파이프 일측단 내부에는 상기 결
착 볼트(310)에 의해 고정될 수 있도록 나사산(410)이 형성된 내측 파이프(442)가 히트 파이프(400) 내에 단단
히 고정되어 있다. 또한 상기 히트 파이프 외부에는 조명기구에서 발생된 고온의 열을 히트 파이프(400)를 통해
효과적으로 외부로 방출할 수 있도록 방사상으로 다수의 지느러미 부(510)를 갖는 방열 핀(500)이 히트 파이프
외측에 기계적으로 압착 결합된다. 방열 핀(500)의 세로 방향 길이는 히트 파이프(400) 길이의 1/3 정도로서 상
기 장착 판(300)에 인접하여 하나의 방열 핀이 히트 파이프 외주 면에 고정되고, 다른 하나의 방열 핀이 상기
장착 판(300)으로부터 멀리 떨어져 히트 파이프 타측 단에서 다시 히트 파이프 외주 면에 고정된다.
상기 조명기구 장착 판(300)은 일측면에 LED 조명기구가 장착되고, 타측 면에 하나 이상의 히트 파이프(400)가[0028]
고정 결착 장착되어 지지될 수 있을 정도의 두께로 만들어지며 또한 LED 조명기구 냉각장치의 부품으로서 열 전
도율이 높은 알루미늄 합금 등으로 제작되는 것이 바람직하다. 한편 이 같은 조명기구 장착 판(300)을 통해 외
부로 열을 방출할 수 있도록 조명기구 장착 판(300)에 고정되는 히트 파이프(400)의 구성이 도 6에 상세히 도시
된다.
본 발명의 히트 파이프(400)는 원형 단면의 파이프 형상을 하며, 내부 공간은 진공을 유지하도록 하고 따라서[0029]
외부 공기 유입이 차단되며, 내부 공간에는 LED 조명기구 장착 판(300)으로부터의 방출 열이 방열 핀(500)을 통
해 원활하게 방출될 수 있도록 열 전달 율이 높은 작동 유체로 채워진다. 상기 히트 파이프(400)는 납땜 등에
의하지 않고 조명기구 장착판(300)에 견고하게 고정할 수 있기 위하여 히트 파이프(400) 일측 단에서는 결착 볼
트(310)가 결착될 수 있는 구성을 하도록 되며, 히트 파이프 (400) 타측 단에서는 히트 파이프 내부 공간에 채
워진 작동 유체가 유출되지 않도록 캡 볼트(430)로 채워진다.
다시 도 6을 참고로 하면, 히트 파이프 본체(444)는 원형 단면을 갖도록 만들어지고, 내부 공간으로는 작동 유[0030]
체가 채워지며, 이때 상기 히트 파이프 본체(444)는 바람직하게는 마그네슘 합금으로 만들어진다. 장착판(300)
의 LED 조명기구가 고정되는 측면으로부터 결착 볼트(310)를 끼워 넣음으로써 히트 파이프(400)가 장착판(300)
에 단단히 결착 고정 될 수 있기 위한 구성으로서, 먼저 히트 파이프 내측에 위치한 밀착 파이프(441)가 원 주
위에 원주위 굴곡부(451)를 갖도록 만들어지며, 밀착 파이프(441) 내부에는 상기 결착 볼트(310)가 고정될 수
있도록 내측 파이프(442)가 밀착 파이프(441)내로 가압하여 끼워질 수 있도록 되며, 상기 내측 파이프(442) 내
측면에는 상기 결착 볼트(310)가 끼워져 고정시킬 수 있는 너트 나사산(410)이 만들어진다. 상기 내측 파이프
(442)는 밀착 파이프(441)의 재질 보다 강도가 높은 스텐레스 스틸 등으로 만들어 지며, 내측 파이프(442)가 밀
착 파이프(441) 내로 삽입되는 쪽에서 그 외경이 내측 파이프(442) 내경 보다 조금 작고 반대 측으로 갈수록 그
등록특허 10-1272456
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외경이 점차 다소 커지도록 만들어져서 내측 파이프가 밀착 파이프(441) 내로 압착하여 고정된 뒤에는 내측 파
이프가 밀착 파이프(441)내에서 일체가 되도록 한다.
도 6 좌측에 도시된 밀착 파이프(441)와 내측 파이프(442)는 이들의 내경과 외경 크기 관계를 적절히 도시하고[0031]
있다. 내측 파이프(442)를 밀착 파이프(441)내로 삽입하기 위해, 외경의 크기가 다소 작은 내측 파이프(442)가
밀착 파이프(441)내로, 바람직하게는 내측 파이프(442)의 1/3 정도가 밀착 파이프(441)내로 사전에 삽입되도록
한다. 이와 같이 내측 파이프(442) 일부가 밀착 파이프(441) 내부에 결착된 상태에서, 상기 히트 파이프 본체
(444) 내측면에 실리콘 또는 테프론 재의 유동 물질(443)이 도포되어 경화 되면 상기 두 결착된 밀착 및 내측
파이프 뭉치가 압착에 의해 히트 파이프 본체(444)내로 삽입되며, 이와 같은 삽입이 있은 후 밀착 파이프(441)
와 내측 파이프(442)가 아직 완전히 결착되지 않은 상태는 통상의 방법으로 내측 파이프(442)를 추가 압착함에
의해 밀착 파이프(441)내부로 완전히 일치하여 결착되도록 한다. 이 같은 과정에서 내측 파이프(442)보다 강도
가 낮은 밀착 파이프(441)가 다소 확관되어 밀착 파이프(441)가 도 6의 중앙에 배치된 완성 파이프 좌측에 도시
된 바와 같이 내측 파이프(442)와 함께 히트 파이프(400)내부에서 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
한편, 상기 파이프 본체(444)의 타측 단에서는 히트 파이프 내부 공간에 채워진 작동 유체가 유출되지 않도록[0032]
캡 볼트(430)로 채워지며, 이때 이 같은 캡 볼트(430)가 채워 질 수 있기 위한 내측 파이프(445)와 밀착 파이프
(446)의 관계는 앞서 설명된 내측 파이프(442)와 밀착 파이프(441)의 관계와 동일하다. 즉 내측 파이프(445)를
밀착 파이프(446)내로 삽입하기 위해, 외경의 크기가 다소 작은 내측 파이프(445)가 밀착 파이프(446)내로, 바
람직하게는 내측 파이프(445)의 1/3 정도가 밀착 파이프(446)내로 사전에 삽입되도록 한다. 이와 같이 내측 파
이프(445) 일부가 밀착 파이프(446) 내부에 결착된 상태에서, 상기 히트 파이프 본체(444) 내측 면으로 실리콘
또는 테프론 재의 유동 물질(443)이 도포되어 경화 되면 상기 두 결착된 밀착 및 내측 파이프 뭉치가 압착에 의
해 히트 파이프 본체(444)내로 삽입되며, 이와 같은 삽입이 있은 후 밀착 파이프(446)와 내측 파이프(445)가 아
직 완전히 결착되지 않은 상태는 통상의 방법으로 내측 파이프(445)를 추가 압착함에 의해 밀착 파이프(446)내
부로 완전히 일치하여 결착되도록 한다. 이 같은 과정에서 내측 파이프(445)보다 강도가 낮은 밀착 파이프(44
6)가 다소 확관되어 밀착 파이프(446)가 도 6의 중앙에 배치된 완성 파이프 우측에 도시된 바와 같이 히트 파이
프(400)내부에서 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
상기와 같이 히트 파이프(400)내에서 내측 파이프(445)가 밀착 파이프(446)내에 견고하게 결착된 뒤에는 첨두[0033]
캡 볼트(447)가 내측 파이프(445)내의 너트 나사산 내로 먼저 삽입되어 채워지고, 그 다음 캡 볼트(430)를 내측
파이프(445) 너트 나사산내로 채워 넣기 전에 히트 파이프(400) 내부 공간으로의 공기유입을 차단하기 위한 안
전장치로서 열 전달 효율이 높은 실리콘(440)이 채워진다. 다음으로 캡 볼트(430)가 히트 파이프(400) 본체 우
측으로 최종적으로 체결되어 히트 파이프(400)를 완성하도록 한다. 상기 히트 파이프의 부품가운데, 캡 볼트
(430)와 첨두 캡 볼트(447) 그리고 밀착 파이프(446)는 모두 밀착 파이프(441)에서와 같은 인청동의 재료로 만
들어지는 것이 좋다.
이제 상기와 같이 하여 완성된 히트 파이프(400)에는 히트 파이프 외측 원주위부 좌우 측에 각각 방열 핀(500)[0034]
이 기계적으로 고정 결착되어, 조명기구 장착 판(300)으로 모아진 열이 히트 파이프(400)를 통해 전달되고, 이
와 같이 전달된 열이 이제는 방열 핀(500)의 지느러미 부(510)를 통해 외부로 방출될 수 있도록, 도 5에 도시된
바와 같이 방사상으로 다수의 지느러미 형상의 열 방출 부분들이 구성된다. 상기 방열 핀(500)은 도면에 도시된
바와 같이 좌우 대칭의 두 쪽으로 구성되어 히트 파이프(400) 외부 원 주위에서 결착 고정될 수 있으나, 방열
핀(500)은 그 밖의 통상의 방법으로 히트 파이프(400)에 결착 고정될 수 있기도 하다. 또한 본 발명 실시 예에
서는 두 개의 방열 핀(500)이 히트 파이프(400) 좌측과 우측 선단에 각각 결착 고정되는 것이나, 방열 핀이 단
일 구성으로 히트 피이프에 결착 고정되거나 3개 이상의 방열 핀이 히트 파이프에 결착 고정될 수도 있을 것이
다.
상기 히트 파이프(400)의 냉각작용을 위하여 삽입되는 작동 유체로는 규산염광물분말, 옥분말, 탄소 분말 등을[0035]
사용할 수 있고, 이들 외에도 본원 발명자의 실험에 의하면 에틸렌글리콜: 이질산염: 트리에탄올아민을 1:1:1로
혼합하여 작동 유체로 사용할 수 있기도 하며 이 경우 그 방열 전달 효율이 매우 높다는 것으로 확인 하였다.
본 발명에 의한 방열 효율은 종래 국내/외 LED 등 기구에 비해 약 20~30% 높은 조도 광량을 달성할 수 있으며,[0036]
특히 본원 발명의 냉각장치 조립체는 100W 이상의 고 와트 LED 조명기구 생산에 적합하다. 또한 본원 발명의 조
립체를 이용한 조명기구는 타사 제품에 비해 50~70% 이상 가벼운 특징이 있으며, 따라서 조명기구를 높은 곳에
위치할 경우 탁월한 가치가 있다.
등록특허 10-1272456
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부호의 설명
300: 조명기구 장착판, 310: 결착 볼트, [0037]
320: 고정 구(hole), 400: 히트 파이프,
410: 너트 나사산, 430: 캡 볼트,
441: 밀착 파이프, 442: 내측 파이프,
443: 실리콘 또는 테프론 재의 유동 물질,
444: 히트 파이프 본체, 445: 내측 파이프,
446: 밀착 파이프, 447: 첨두 캡 볼트(447)
500: 방열 핀, 510: 지느러미 부,
도면
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도면5
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