(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ照明器具に結合される支持ユニット；及び
前記支持ユニットに結合される放熱ユニット；を含み、
前記放熱ユニットは、前記ＬＥＤ照明器具で発生する熱を伝達するための媒質、及び赤外線放出特性を有する粉末を含む作動流体が内蔵されている放熱パイプと、前記放熱パイプの外周面上に設置される放熱部材と、を含み、
前記放熱パイプは、パイプ本体部と、前記パイプ本体部から少なくとも一側端が上部方向に曲がっているベンディング部と、を有し、前記放熱部材は、前記ベンディング部上に設置され、
前記支持ユニットは、前記放熱パイプの外側面の形状に対応するパイプ載置部が形成されたベース部材と、前記ベース部材と前記放熱パイプとを結合するための結合部材と、を有し、
前記放熱部材は、前記放熱パイプが貫通しながら密着する放熱ハブと、前記放熱ハブの外周面上の第１の領域から放射状に突出する第１の放熱フィンと、前記第１の放熱フィンと対向し、前記放熱ハブの外周面上の第２の領域から放射状に突出する第２の放熱フィンと、を含み、前記第２の放熱フィンは、前記放熱ハブから延長されるフィン本体と、前記フィン本体から分枝される複数の分枝フィンと、を含むことを特徴とするＬＥＤ照明器具用放熱装置。
【請求項２】
前記パイプ本体部と前記ベンディング部は、互いに延長形成されてＵ'字状を有し、前記ベンディング部の端には、前記作動流体を密封するためのパイプ栓が設置されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用放熱装置。
【請求項３】
前記第１の放熱フィン及び前記第２の放熱フィンの少なくとも一部は、前記放熱ユニットを覆いながら設置される放熱ケースの内側空間の形状に対応して切り取られた形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用放熱装置。
【請求項４】
前記ベース部材は、前記ＬＥＤ照明器具と直接接触する底プレートを含み、前記底プレートの内部には、外部と連通する放熱空間を形成することを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用放熱装置。
【請求項５】
前記結合部材は、前記放熱パイプの外周面に対応する陥没部が形成された結合プレートと、前記結合プレート上から突出形成され、前記放熱パイプの熱を外部に放出させる第１の補助放熱フィンと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用放熱装置。
【請求項６】
前記放熱ユニットは、前記放熱パイプの熱を外部に放出するために前記放熱パイプの外周面上の少なくとも一部領域に巻かれる第２の補助放熱フィンをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用放熱装置。
【請求項７】
前記放熱パイプの内部には、前記作動流体のうち前記ベンディング部で液化された作動流体を前記パイプ本体部に移動させるための復帰流路を形成する流路形成リブが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具用放熱装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明器具用放熱装置に関し、より詳細には、ＬＥＤ照明器具で発生する熱を効率的に放熱させ得るＬＥＤ照明器具用放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード、すなわち、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いた照明は、近年、環境低負荷技術として大きな関心が注がれている。世界的に白色ＬＥＤ照明市場は、２００６年以降に年間５０％近く成長しており、ＬＥＤ技術の発展に伴い、今後、ＬＥＤが蛍光灯及びその他の光器具に取って代わるものとなるという見込みが漸次現実化されている。
【０００３】
一般に、近年のＬＥＤ照明器具は、多数の低出力ＬＥＤを配列するよりは、高出力型である１Ｗ級以上のＬＥＤパッケージを用いてＬＥＤの装着個数を減少させようとする傾向を示す。
【０００４】
高出力ＬＥＤを照明器具に用いる場合、放熱が問題になる。高出力ＬＥＤを照明器具に用いると、高出力によってＬＥＤ自体で多量の熱が発生するようになる。前記ＬＥＤで発生する熱を適宜放熱させない場合、すなわち、前記ＬＥＤを適宜冷却させない場合、順電圧が低下し、発光効率が悪化するだけでなく、前記ＬＥＤの寿命が短縮されるという問題が発生する。特に、街灯や集魚灯などの室外照明の場合、漸次より明るい照明が好まれているので、このような傾向が目立っている。
【０００５】
このような放熱問題を解決するために、メタルベース基板を用いるＬＥＤ照明器具が多く提案されている。しかし、メタルベース基板も、放熱性を十分に確保しにくい状況にある。高出力ＬＥＤ用基板としては、熱伝導率の高いＡｌＮ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）板に銀ペーストを印刷したセラミックス基板が広く知られているが、これは、製造費用が高いという短所を有する。
【０００６】
本出願人によって発明された韓国登録特許公報１０―１０３１６５０号には、ＬＥＤ照明器具用冷却装置及びこれを用いたＬＥＤ冷却器具が開示されている。
【０００７】
また、近年は、ＬＥＤパッケージの基板構造を改善することによって放熱性を高めようとする試みがある。他の接近方法として、ＬＥＤチップの機械的構造を改善することによって放熱性を高めようとする試みも見出されている。しかし、これら方法は、いずれも費用が多くかかるという短所を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、構造が簡単でありながらも放熱効率に優れるＬＥＤ照明器具用放熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述したような課題を達成するために、本発明は、ＬＥＤ照明器具に結合される支持ユニット、及び前記支持ユニットに結合される放熱ユニットを含み、前記放熱ユニットは、前記ＬＥＤ照明器具で発生する熱を伝達するための媒質、及び赤外線放出特性を有する粉末を含む作動流体が内蔵されている放熱パイプと、前記放熱パイプの外周面上に設置される放熱部材とを含み、前記放熱パイプは、パイプ本体部と、前記パイプ本体部から少なくとも一側端が上部方向に曲がっているベンディング部とを有し、前記放熱部材は、前記ベンディング部上に設置され、前記支持ユニットは、前記放熱パイプの外側面の形状に対応するパイプ載置部が形成されたベース部材と、前記ベース部材と前記放熱パイプとを結合するための結合部材とを有することを特徴とするＬＥＤ照明器具用放熱装置を提供する。
【００１０】
前記パイプ本体部と前記ベンディング部は、互いに延長形成されて‘Ｕ'字状を有し、前記ベンディング部の端には、前記作動流体を密封するためのパイプ栓を設置することができる。
【００１１】
前記放熱部材は、前記放熱パイプが貫通しながら密着する放熱ハブと、前記放熱ハブの外周面上の第１の領域から放射状に突出する第１の放熱フィンと、前記第１の放熱フィンと対向し、前記放熱ハブの外周面上の第２の領域から放射状に突出する第２の放熱フィンとを含み、前記第２の放熱フィンは、前記放熱ハブから延長されるフィン本体と、前記フィン本体から分枝される複数の分枝フィンとを含むことができる。
【００１２】
前記第１の放熱フィン及び前記第２の放熱フィンの少なくとも一部は、前記放熱ユニットを覆いながら設置される放熱ケースの内側空間の形状に対応して切り取られた形状を有することができる。
【００１３】
前記ベース部材は、前記ＬＥＤ照明器具と直接接触する底プレートを含み、前記底プレートの内部には、外部と連通する放熱空間を形成することができる。
【００１４】
前記結合部材は、前記放熱パイプの外周面に対応する陥没部が形成された結合プレートと、前記結合プレート上から突出形成され、前記放熱パイプの熱を外部に放出させる第１の補助放熱フィンとを含むことができる。
【００１５】
本発明の他の実施例によると、前記放熱ユニットは、前記放熱パイプの熱を外部に放出するために前記放熱パイプの外周面上の少なくとも一部領域に巻かれる第２の補助放熱フィンをさらに含むことができる。
【００１６】
本発明の更に他の実施例によると、前記放熱パイプの内部には、前記作動流体のうち前記ベンディング部で液化された作動流体を前記パイプ本体部に移動させるための復帰流路を形成する流路形成リブを形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置の効果は、以下のように説明する。
【００１８】
第一に、放熱パイプがパイプ本体部、及び前記パイプ本体部から両側端が上部方向に曲がっているベンディング部を有するように構成し、前記放熱パイプから放熱部材への熱伝逹を容易にすることによって、構造が簡単でありながらも熱伝逹効率が増加する。
【００１９】
第二に、前記放熱部材に第１の放熱フィン及び第２の放熱フィンが備えられ、前記第２の放熱フィンは、放熱ハブから延長されるフィン本体と、前記フィン本体から分枝される複数の分枝フィンとを有するように構成され、前記第２の放熱フィンの少なくとも一部は、前記放熱ユニットを覆いながら設置される放熱ケースの内側空間の形状に対応して切り取られた形状を有するように構成することによって、放熱効果を極大化させると同時に、コンパクトな構造を有することができる。
【００２０】
第三に、底プレートの上面には放熱パイプの外側面の形状に対応するパイプ載置部を形成し、前記底プレートの内部には外部と連通する放熱空間を形成することによって、ＬＥＤ照明器具で発生する熱を最大限外部に放熱させることができる。
【００２１】
第四に、結合プレートには前記放熱パイプの外周面に対応する陥没部を形成し、前記結合プレートの上面には、前記放熱パイプの熱を外部に放出させる第１の補助放熱フィンを突出形成することによって、前記ＬＥＤ照明器具で発生する熱を最大限外部に放熱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置がＬＥＤ照明器具と結合された状態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置を示した斜視図である。
【図３】本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置に備えられた第１の放熱ユニットの第１の実施例を示した斜視図である。
【図４】本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置に備えられた第１の放熱ユニットの第２の実施例を示した斜視図である。
【図５】本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置に備えられた第１の放熱ユニットの第３の実施例に係る放熱パイプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、添付の図面を参照して、本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置の実施例を説明する。
【００２４】
図１ないし図３を参照して、本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置の一実施例を具体的に説明する。
【００２５】
本実施例に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置は、ＬＥＤ照明器具１０に結合される支持ユニット１００と、前記支持ユニット１００に結合される放熱ユニットとを含む。
【００２６】
前記ＬＥＤ照明器具１０は、１Ｗ級以上の高出力ＬＥＤモジュール１３と、前記ＬＥＤモジュール１３が設置されたモジュールプレート１１と、前記モジュールプレート１１と前記支持ユニット１００とを結合するための締結ねじ１５とを含む。
【００２７】
前記放熱ユニットは、前記支持ユニット１００に締結される第１の放熱ユニット２００及び第２の放熱ユニット３００を含む。前記第１の放熱ユニット２００と前記第２の放熱ユニット３００は実質的に同一の構造を有するので、以下では、前記第１の放熱ユニット２００についてのみ説明する。
【００２８】
前記第１の放熱ユニット２００は、前記ＬＥＤ照明器具１０で発生する熱を伝達するための媒質、及び赤外線放出特性を有する粉末を含む作動流体が内蔵されている放熱パイプ２１０と、前記放熱パイプ２１０の外周面上に設置される放熱部材２２０とを含む。
【００２９】
前記媒質としては、メチルアルコール、アンモニア、メチルクロロホルムなどを使用することができる。ここで、前記媒質は、常温で水より沸点の低い液体であればいずれの液体であっても構わない。
【００３０】
また、前記粉末としては、珪酸塩鉱物を使用することができる。ここで、前記粉末は、加熱されたときに赤外線を放出する鉱物であればいずれの鉱物であっても構わない。
【００３１】
前記放熱パイプ２１０は、パイプ本体部２１５と、前記パイプ本体部２１５から少なくとも一側端が上部方向に曲がっているベンディング部２１３とを含む。
【００３２】
具体的に、前記パイプ本体部２１５と前記ベンディング部２１３は、互いに延長形成されて‘Ｕ'字状を有するようになる。ここで、前記放熱部材２２０は、前記ベンディング部２１３上にそれぞれ一対に設置される。
【００３３】
特に、前記放熱部材２２０は、前記ベンディング部２１３の外側面上に嵌められた後、前記ベンディング部２１３の拡管によって前記ベンディング部２１３と堅固に圧着される。例えば、前記ベンディング部２１３の外側面上に前記放熱部材２２０を嵌めた後、前記放熱パイプの内部に高圧の流体を供給することによって前記放熱パイプ２１０を拡管させるようになる。
【００３４】
その結果、前記ベンディング部２１３が拡管されながら、前記放熱部材２２０が前記ベンディング部２１３と密着して圧着される。ここで、前記放熱パイプ２１０はステンレス鋼で製作し、前記放熱部材２２０はアルミニウムで製作することができる。
【００３５】
もちろん、本発明は、上述した実施例に限定されなく、前記放熱部材２２０と前記ベンディング部２１３は、接着剤によって結合することもでき、別途の結合手段によって結合することもできる。
【００３６】
前記ＬＥＤ照明器具１０の発熱前に、前記作動流体は、一次的には前記パイプ本体部２１５に存在するようになる。その後、前記ＬＥＤ照明器具１０で熱が発生すると、前記粉末は、前記ＬＥＤ照明器具１０の熱によって赤外線を放出するようになり、前記媒質は気化されはじめる。
【００３７】
その後、気化された媒質が前記ベンディング部２１３に移動しながら、前記熱を前記ベンディング部２１３に伝達すると同時に、前記粉末と前記媒質は輻射熱を前記ベンディング部２１３に伝達するようになる。
【００３８】
ここで、前記放熱パイプ２１０の内部で気化された媒質は、上部に移動しようとする性質を有しているので、前記ベンディング部２１３に移動するようになる。結果的に、前記放熱パイプ２１０が‘Ｕ'字状を有することによって、前記パイプ本体部２１５から前記ベンディング部２１３に熱伝達がより効果的に起こるようになる。
【００３９】
特に、前記放熱パイプ２１０の内部圧力が０.００１ｍｍｈｇないし０.０００１ｍｍｈｇの状態にあるので、前記放熱パイプ２１０内部の媒質及び赤外線放出は相当速い速度で進められる。前記放熱パイプ２１０の内部は真空状態を維持しているので、前記輻射熱による熱伝逹が大きく起きるようになる。このために、前記ベンディング部２１３の端には、前記作動流体を密封するためのパイプ栓（図５の２５０）が設置されている。
【００４０】
次に、前記ベンディング部２１３に伝達された熱は、前記ベンディング部２１３に結合されている前記放熱部材２２０に伝導され、前記放熱部材２２０は外部の冷たい空気によって放熱するようになる。
【００４１】
前記放熱部材２２０は、前記放熱パイプ２１０が貫通しながら密着する放熱ハブ２２１と、前記放熱ハブ２２１の外周面上の第１の領域から放射状に突出する第１の放熱フィン２２３と、前記第１の放熱フィン２２３と対向し、前記放熱ハブ２２１の外周面上の第２の領域から放射状に突出する第２の放熱フィン２２５とを含む。
【００４２】
前記第２の放熱フィン２２５は、前記放熱ハブ２２１から延長されるフィン本体２２５ｃと、前記フィン本体２２５ｃから分枝される複数の分枝フィン２２５ａ、２２５ｂとを含む。前記複数の分枝フィン２２５ａ、２２５ｂは、外部の空気と接触する表面積を広げるので、放熱において効果的である。
【００４３】
ここで、前記第１の放熱フィン２２３及び前記第２の放熱フィン２２５の少なくとも一部は、前記放熱ユニットを覆いながら設置される放熱ケース１の内側空間の形状に対応して切り取られた形状を有する。前記第１の放熱フィン２２３及び前記第２の放熱フィン２２５が前記放熱ハブ２２１から突出した高さは、前記放熱ケース１の形状に応じて異なる高さに製作される。
【００４４】
結果的に、前記第１の放熱フィン２２３及び第２の放熱フィン２２５は、前記放熱ケース１の内部空間の形状に対応する形状に備えられながらも、外部空気との熱交換面積を最大化させ得る形状を有するようになる。
【００４５】
一方、前記支持ユニット１００は、ベース部材１１０と、前記ベース部材１１０と前記放熱パイプ２１０とを結合するための結合部材１２０とを含む。
【００４６】
前記ベース部材１１０は、前記ＬＥＤ照明器具１０と直接接触する底プレート１１１と、前記底プレート１１１から一定間隔を有しながら突出した側壁１１３とを含む。
【００４７】
前記底プレート１１１の上面には、前記放熱パイプ２１０の外側面の形状に対応するパイプ載置部１１１ａが形成されている。前記パイプ載置部１１１ａに前記放熱パイプ２１０が挿入・設置されると、前記底プレート１１１の熱が前記放熱パイプ２１０に伝導される熱交換面積が増加し、その結果、前記底プレート１１１の熱が前記放熱パイプ２１０に効果的に伝達されるようになる。
【００４８】
また、前記底プレート１１１の内部には、外部と連通する放熱空間１１１ｃが形成されている。結果的に、前記底プレート１１１の内部空間は、内部の支持リブ１１１ｂによって支持されながら外部と連通している。
【００４９】
結果的に、前記ＬＥＤ照明器具１０と直接接触している前記底プレート自体も、外部空気との熱交換を通じて前記ＬＥＤ照明器具１０で発生する熱を外部に放出している。
【００５０】
前記側壁１１３も、前記底プレート１１１から突出形成されて一つの放熱フィンとしての役割を行うようになる。
【００５１】
前記結合部材１２０は、前記放熱パイプ２１０の外周面に対応する陥没部１２１ａが形成された結合プレート１２１と、前記結合プレート１２１上から突出形成され、前記放熱パイプ２１０の熱を外部に放出させる第１の補助放熱フィン１２３と、前記結合プレート１２１と前記ベース部材１１０とを結合させるための締結具１２５とを含む。
【００５２】
前記陥没部１２１ａと前記パイプ載置部１１１ａは、互いに対向するように設置されながら前記放熱パイプ２１０のパイプ本体部２１５の外周面を完全に覆うようになる。
【００５３】
結果的に、前記陥没部１２１ａは、前記放熱パイプ２１０との熱交換面積を広げるようになり、前記放熱パイプ２１０から伝達された熱は、前記第１の補助放熱フィン１２３によって外部に放熱されるようになる。
【００５４】
図４を参照して、本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置に備えられた第１の放熱ユニットの第２の実施例を説明する。
【００５５】
本実施例に係る第１の放熱ユニットは、上述した実施例に係る第１の放熱ユニットとほぼ類似するので、同一の構成についての詳細な説明は省略する。但し、本実施例に係る第１の放熱ユニットは、上述した実施例とは異なって、放熱パイプ２１０の熱を外部に放出するために前記放熱パイプ２１０の外周面上の少なくとも一部領域に巻かれる第２の補助放熱フィン２４０を含んでいる。
【００５６】
前記第２の補助放熱フィン２４０は、しわ形状を有しながら前記放熱パイプ２１０の外周面に巻かれる。前記第２の補助放熱フィン２４０は、前記放熱パイプの外周面に円状に巻くこともでき、螺旋状に巻くこともできる。
【００５７】
前記第２の補助放熱フィン２４０がしわ形状を有することによって外部空気との接触面積が増加するようになり、前記放熱パイプ２１０の熱を外部に効果的に放出するようになる。
【００５８】
もちろん、本発明は、上述した実施例に限定されなく、前記放熱パイプの一部領域で外周面自体をしわ形状に形成することもできる。
【００５９】
図５を参照して、本発明に係るＬＥＤ照明器具用放熱装置に備えられた第１の放熱ユニットの第３の実施例を説明する。図５は、本実施例に係る放熱パイプの断面図を示す。
【００６０】
本実施例に係る第１の放熱ユニットに備えられた放熱パイプは、上述した実施例に係る第１の放熱ユニットに備えられた放熱パイプとほぼ類似するので、同一の構成に対する詳細な説明は省略する。但し、本実施例に係る第１の放熱ユニットに備えられた放熱パイプの内部には、上述した実施例とは異なって、作動流体のうちベンディング部２１３で熱交換を通じて液化された作動流体をパイプ本体部２１５に移動させるための復帰流路を形成する流路形成リブ２１１が突出している。
【００６１】
具体的に、前記流路形成リブ２１１は、前記ベンディング部２１３と前記パイプ本体部２１５の一部分の内周面上で一定の間隔を有しながら複数設置される。前記各流路形成リブ２１１間の間隔は、前記作動流体を前記ベンディング部２１３から前記パイプ本体部の作動流体初期場所Ｓに移動させる復帰流路を形成するようになる。
【００６２】
また、本実施例に係る第１の放熱ユニットには、第１の実施例に係る放熱ユニットで説明したパイプ栓２５０が設置されている。
【００６３】
本発明は、上述した特定の好ましい実施例に限定されなく、実用新案登録請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない限り、当該発明の属する技術分野で通常の知識を有する者なら誰でも多様な変形実施が可能であることは当然であって、そのような変更は、特許請求の範囲に記載した範囲内にある。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、高出力ＬＥＤ照明器具に使用される放熱装置に関し、一般道路、官公庁、学校などの街灯のみならず、集魚灯にも使用可能であるので、産業上広く用いることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１：放熱ケース、１０：ＬＥＤ照明器具、１００：支持ユニット、１１０：ベース部材、１１１：底プレート、１１３：側壁、１２０：結合部材、１２１：結合プレート、１２３：第１の補助放熱フィン、２００：第１の放熱ユニット、２１０：放熱パイプ、２１１：流路形成リブ、２１３：ベンディング部、２１５：パイプ本体部、２２０：放熱部材、２２１：放熱ハブ、２２３：第１の放熱フィン、２２５：第２の放熱フィン、２４０：第２の補助放熱板、２５０：パイプ栓、３００：第２の放熱ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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