KR102024567B1

KR102024567B1 - 디스플레이 냉각장치

Info

Publication number: KR102024567B1
Application number: KR1020170095420A
Authority: KR
Inventors: 정민우; 김봉준; 김세현; 김재영; 이요한
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2019-09-24
Also published as: KR20190012449A

Abstract

본 발명은, 전면(35)에 투과면이 마련된 함체(30); 상기 함체(30) 내부에 수용되며, 함체의 전면(35) 및 후면(36)과 이격 배치되는 디스플레이 모듈(10); 상기 함체(30)의 전면(35)과 디스플레이 모듈(10) 전면(11) 사이의 공간, 상기 함체(30)의 측면과 디스플레이 모듈의 측면 사이의 공간, 및 상기 함체(30)의 후면(36)과 디스플레이 모듈(10)의 후면(12) 사이의 공간을 순환하는 폐순환경로(50); 상기 함체(30)의 외부에 마련된 개방유동경로(70); 및 상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기로부터 상기 함체(30) 내부에 마련된 제1열교환기(91)의 냉매가 흡수한 열을 상기 함체(30) 외부에 마련된 제2열교환기(95)에서 방출하는 냉각장치(90);를 포함하고, 상기 냉각장치(90)는: 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면 및 이와 마주하는 상기 함체(30)의 측면 사이에 배치되며 냉매가 증발하는 제1열교환기(91); 상기 제1열교환기(91)에서 기화된 냉매를 압축하는 압축기(93); 상기 함체(30)의 후면에 마련된 기계실(39)에 배치되며, 상기 압축기(93)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 응축되는 제2열교환기(95); 및 상기 제2열교환기(95)와 상기 제1열교환기(91) 사이에 배치되는 팽창밸브(97);를 포함하는 디스플레이 냉각장치를 제공한다.

Description

디스플레이 냉각장치{A Cooler for Display Device}

본 발명은 디스플레이 냉각장치에 관한 것이다.

디스플레이로 널리 사용되고 있는 LCD(liquid crystal display)나 OLED(organic light emitting diode)는 평판 형상으로 제작이 가능하며, 대면적화 되어가고 있는 추세이다. 디스플레이의 온도가 상승하면 오동작을 일으켜 화면이 표시되지 않는 등의 오류가 발생할 우려가 있다. 따라서 디스플레이가 작동하는 동안에는 이에 대한 냉각도 함께 이루어지게 된다.

디스플레이의 온도를 상승시키는 원인은, 주변 환경의 온도, 직사광선, 주변 환경이 밝아 디스플레이를 더 밝게 하면서 생기는 발열 등 다양하다. 특히 디스플레이가 대면적화 되어감에 따라 디스플레이에 대한 효율적인 냉각이 더욱 절실히 요구된다.

이러한 점을 감안하여 종래에는 디스플레이 전면과 후면을 순환하는 공기 순환 경로를 만들고, 공기가 순환하면서 외부에 열을 배출하도록 하는 냉각 구조를 적용하였다. 순환하는 공기는 외부로 열을 배출하는 열교환기를 통해 외부로 열을 배출하게 된다.

상술한 순환 공기는 디스플레이 전면을 지나기 때문에 냉각을 하는 과정에서 순환 공기가 외부의 공기와 섞이게 되면 디스플레이 전면에 이물질이 들어가버린다는 문제가 있다. 따라서 상술한 순환 공기는 외부의 공기와는 혼합되지 않도록 격리된 상태에서 순환하도록 설계된다. 순환 공기가 외부의 공기와 섞이지 않도록 하기 위해서는 열교환기에서 열전도(heat conduction)를 통해 외부로 열을 배출하게 되며, 열전도율을 높이기 위해서는 열이 전도되는 부분의 단면적이 커야 한다.

이러한 점을 감안하여 종래 디스플레이 장치에 설치되는 열교환기는 디스플레이의 후방 공간에 설치되는 것이 대부분이었다. 디스플레이의 면적에 대응하는 만큼 디스플레이의 후방 공간에는 큰 면적의 열교환기를 설치하는 것이 가능하므로, 열전도율을 높인다는 관점에서만 보면 디스플레이 후방에 열교환기를 설치하는 것은 나쁘지 않은 선택이다.

그러나 이러한 종래의 열교환기는, 디스플레이 후방에 존재하는 다양한 기판이나 관련 부품들의 위치를 회피하여 설치해야 하기 때문에 그 구조가 복잡해지고, 특히 곡면 디스플레이에 대응하여 설계하거나 생산하기는 매우 까다롭다.

특히 열교환기 자체가 어느 정도 두께를 차지하기 때문에, 열교환기를 디스플레이 후방에 배치하면 그만큼 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워지기 때문에 슬림한 제품을 설계하기가 어렵다.

이러한 점을 감안하여 열교환기를 디스플레이의 측부에 배치하는 사항을 고려할 수 있다. 그러나 디스플레이의 측부는 디스플레이의 후방과 대비하여 확보할 수 있는 체적이 작아 열교환기에서 공기 대 공기 사이의 열전도 면적을 확보하는 데에 한계가 있다.

앞서 설명한 종래기술은 함체 내부를 순환하는 공기와, 함체 외부의 공기가, 두 공기를 격리하는 면을 사이에 두고 직접 열전도를 통해 열전달하는 방식이기 때문에, 두 공기가 서로 마주하는 표면적의 확보가 매우 중요하다. 따라서 이러한 방식의 종래의 열교환기는 표면적을 증대시키기 위해, 그만큼 큰 체적을 차지할 수밖에 없었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 작은 열교환기를 사용하더라도 디스플레이 주변을 순환하는 함체 내부의 순환 공기의 열기가 디스플레이의 외부로 원활히 배출될 수 있도록 하는 디스플레이 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 전면(35)에 투과면이 마련된 함체(30); 상기 함체(30) 내부에 수용되며, 함체의 전면(35) 및 후면(36)과 이격 배치되는 디스플레이 모듈(10); 상기 함체(30)의 전면(35)과 디스플레이 모듈(10) 전면(11) 사이의 공간, 상기 함체(30)의 측면과 디스플레이 모듈의 측면 사이의 공간, 및 상기 함체(30)의 후면(36)과 디스플레이 모듈(10)의 후면(12) 사이의 공간을 순환하는 폐순환경로(50); 상기 함체(30)의 외부에 마련된 개방유동경로(70); 및 상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기로부터 상기 함체(30) 내부에 마련된 제1열교환기(91)의 냉매가 흡수한 열을 상기 함체(30) 외부에 마련된 제2열교환기(95)에서 방출하는 냉각장치(90);를 포함하고, 상기 냉각장치(90)는: 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면 및 이와 마주하는 상기 함체(30)의 측면 사이에 배치되며 냉매가 증발하는 제1열교환기(91); 상기 제1열교환기(91)에서 기화된 냉매를 압축하는 압축기(93); 상기 함체(30)의 후면에 마련된 기계실(39)에 배치되며, 상기 압축기(93)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 응축되는 제2열교환기(95); 및 상기 제2열교환기(95)와 상기 제1열교환기(91) 사이에 배치되는 팽창밸브(97);를 포함하는 디스플레이 냉각장치를 제공한다.

상기 기계실(39)과 상기 함체(30) 내부 공간 사이에는 단열층(38)이 마련된다.

상기 압축기(93)와 팽창밸브(97)는 상기 기계실에 배치된다.

상기 함체(30)의 후면에는 상기 디스플레이 모듈(10)을 제어하는 기판(37)이 설치되며, 상기 기판(37)은 상기 함체(30)의 후면에서 상기 기계실(39)과 중첩되지 않는 위치에 마련된다.

상기 함체 내에는 상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기를 가압하는 제1팬(51)이 설치된다.

상기 기계실(39)에는 함체 외부의 공기를 상기 기계실로 유동시키는 개방유동경로(70)를 형성하는 제2팬(72)이 설치된다.

상기 디스플레이 모듈(10)에는 백라이트 유닛(15)이 구비되고, 상기 백라이트 유닛(15)은 디스플레이 모듈(10)의 하우징(16)에 인접 설치되어 상기 하우징(16)에 열을 전도하고, 상기 제1열교환기(91)는 상기 하우징(16)에 인접하여 설치된다.

상기 백라이트 유닛(15)의 발열부는 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에 설치되고, 상기 하우징(16)은 상기 백라이트 유닛의 발열부와 접하며 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에 설치된다.

상기 제1열교환기(91)는 상기 제1열교환기를 지나는 폐순환경로(50)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀(fin)을 구비한다.

상기 제2열교환기(95)는 상기 제2열교환기를 지나는 개방유동경로(70)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀을 구비한다.

본 발명의 디스플레이 냉각장치에 따르면, 히트 펌프 방식의 냉각장치를 이용하여 디스플레이 모듈에서 발생하는 열을 함체 외부로 강제적으로 배출할 수 있기 때문에, 방열 효과가 매우 높다.

또한 본 발명에 따르면 방열 효과를 높이면서도 냉각장치를 보다 컴팩트하게 설계할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 함체 내부를 냉각하는 공기 순환 경로와, 함체 외부를 유동하는 공기 유동 경로가 반드시 인접할 필요가 없기 때문에, 설계 자유도가 높아지는 이점이 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 냉각장치가 설치된 디스플레이의 측면 단면도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 냉각장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 디스플레이 냉각장치의 배면도이다.
도 4는 도 1의 디스플레이 냉각장치의 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도면 상 ⊙ 표시는 공기가 도면의 종이를 뚫고 들어가거나 나오는 방향을 표시한 것이다.

[디스플레이 모듈]

본 발명에 따른 디스플레이에 적용된 디스플레이 모듈(10)은, 화면이 마련되는 전면(11), 상기 전면(11)에 대향하는 후면(12), 그리고 상기 전면(11)과 후면(12) 사이에서 상기 전면과 후면을 연결하는 측면을 포함하는 슬림한 직육면체 형상을 가진다.

상기 디스플레이 모듈(10)의 측면은 두 장변과 두 단변을 포함한다. 상기 두 장변에는 백라이트 유닛(15)의 일부를 구성하는 LED 어레이가 배치된다. 이하 편의상 두 장변을 제1측면과 제2측면, 그리고 두 단변을 제3측면과 제4측면으로 지칭한다.

백라이트 유닛(15)의 LED 어레이는 하우징(16)에 의해 디스플레이 모듈(10)에 고정 설치된다. 그리고, 상기 하우징(16)은 전체적인 디스플레이 모듈(10)의 강성을 더 확보해 준다.

[함체]

함체(30)는 디스플레이 모듈(10)을 내장하며, 디스플레이 모듈(10)보다 더 체적인 큰 대략 중공의 직육면체 형상일 수 있다. 후술하겠지만, 상기 함체(30)는 기계실(39)과 함께 대략 직육면체 형상을 이룰 수도 있다. 함체(30)는, 함체의 내부에서 디스플레이 모듈(10)의 주변을 순환하는 공기를 함체의 외부와 격리시킨다. 따라서 함체의 내부의 공기는 함체의 외부의 공기와 섞이지 않고, 이에 따라 외부의 이물질이 함체 내부로 유입되는 것이 방지된다.

함체(30)의 전면(35)은, 함체의 외부에서 함체 내부에 수용된 디스플레이 모듈의 화면(11)을 볼 수 있는 투과면인 글라스를 포함한다. 상기 함체(30)의 전면(35)과 디스플레이 모듈(10)의 전면(11)은 약간 이격되어 있다. 함체(30)의 후면(36)은 디스플레이 모듈(10)의 후면(12)과 이격 배치되고, 이 공간에 디스플레이 모듈(10)의 제어 및 전원 공급을 위한 PCB 등의 기판(37)이 배치된다.

함체(30)의 측면은 제1측면, 상기 제1측면과 마주하는 제2측면, 상기 제1측면과 제2측면 사이에 위치하며 서로 마주하는 제3측면과 제4측면을 포함한다. 제1측면과 제2측면은 장변일 수 있고, 제3측면과 제4측면은 단변일 수 있다.

상기 함체(30)의 장변인 제1측면 및 제2측면은 상기 디스플레이 모듈의 장변인 제1측면 및 제2측면과 대응하여 배치되며, 이격 배치될 수 있다. 그리고 함체의 단변인 제3측면과 제4측면은 상기 디스플레이 모듈의 단변인 제3측면 및 제4측면과 대응하여 배치되며, 이격 배치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 함체와 디스플레이 사이의 이격 공간으로 공기가 순환하므로, 함체의 장변과 디스플레이 모듈의 장변이 이격 배치되거나, 함체의 단변과 디스플레이의 단변이 이격 배치될 수 있으며, 함체의 장변 및 단변이 디스플레이 모듈의 장변 및 단변과 모두 이격 배치될 수 있다.

[냉각장치]

상기 함체(30) 내부에는 발열체인 디스플레이 모듈(10)이 내장되어 있으므로, 함체 내부의 공간에 적절한 냉각이 이루어지지 않으면 디스플레이 모듈(10)이 고온의 환경 하에 놓이게 된다.

이에 본 발명에서는 함체(30)에 냉각장치를 설치한 구조를 제공한다. 상기 냉각장치는 2개의 열교환기를 가지며, 이 중 제1열교환기(91)은 함체의 내부로서, 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면과 상기 함체(30)의 측면 사이에 배치된다. 제1열교환기(91)는 냉매가 증발하는 증발기일 수 있으며, 냉매가 증발하며 함체(30) 내부를 냉각한다.

상기 제1열교환기는 제1측면과 제2측면에 모두 마련되는 것이 예시된다. 그러나 상기 제1열교환기는 제1측면과 제2측면 중 어느 한 쪽에 마련되어도 좋다. 다만 본 발명에서는, LED 어레이가 제1측면과 제2측면에 모두 설치되는 점에서, 제1열교환기 역시 이에 대응하여 제1측면과 제2측면에 모두 설치되는 구조를 제공한다. 이러한 설치 구조는 LED 어레이에 대한 직접적인 냉각이 가능하게 해준다.

앞서 설명한 바와 같이 디스플레이 모듈(10)의 측면에는 LED 어레이가 설치된다. 상기 LED 어레이는 디스플레이 모듈(10)에서 발생하는 열의 상당 부분을 차지하는 발열원으로서, 함체 내에서 원활하게 냉각되도록 해야 하는 부품이다.

이에 본 발명에서는 상기 제1열교환기(91)가 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에 있는 상기 LED 어레이에 인접하여 설치되도록 한다. 따라서 상기 LED 어레이에서 발생한 열은 상기 제1열교환기(91)에 원활하게 흡수될 수 있다.

또한 상기 LED 어레이는 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에서 하우징(16) 내부에 설치되므로, 상기 제1열교환기(91)는 상기 하우징(16)에 접하여 설치되도록 할 수 있다.

상기 하우징(16)은, 디스플레이 모듈(10)의 강성을 지지해주기 위해, 강성이 높은 재질로 제작된다. 아울러 상기 하우징은, 상기 LED 어레이에서 발생한 열을 상기 제1열교환기(91)로 원활하게 전도할 수 있도록 하기, 열전도율이 높은 재질로 제작된다. 일 예로서, 상기 하우징은 알루미늄 합금 등의 금속 재질일 수 있다.

이와 같이 상기 하우징(16)은 디스플레이 모듈(10)의 강성을 지지하며, 동시에 상기 LED 어레이의 열을 상기 제1열교환기(91)로 원활하게 전달해주는 히트 스프레더(Heat Spreader) 기능을 한다.

본 발명에 따르면 상기 LED 어레이는 디스플레이 모듈(10)의 두 장변의 길이 방향을 따라 설치된다. 상기 제1열교환기 역시 상기 디스플레이 모듈(10)의 두 장변에 인접하여 상기 함체(30) 내에 설치된다.

함체(30)의 내부에 설치된 디스플레이 모듈(10)의 전면(11), 후면(12), 및 적어도 장변의 측면은, 각각 함체(30)의 전면(35), 후면(36), 및 장변의 측면과 이격 설치되어 있다. 그리고 함체 내에 설치된 제1팬(51)에 의해, 공기가 함체 내를 순환한다. 순환 공기는, 도시된 폐순환경로(50)를 따라 이동하며, 디스플레이 모듈(10)의 전면(11)과 후면(12)과 측면으로부터, 디스플레이 모듈(10)에서 발생하는 열을 전달받는다.

상기 제1열교환기(91)에는 복수 개의 핀(fin)이 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 핀 사이의 공간을 통해 상기 함체(30) 내부를 순환하는 공기가 전후 방향으로 상기 제1열교환기(91)를 통과한다. 상기 제1팬(51)은 상기 제1열교환기(91) 전방 또는 후방에 배치될 수 있다. 그러면 순환 경로 중 열교환기를 지나는 공기의 유속이 가장 빠르게 되므로 제1열교환기 내부의 냉매와 순환 공기 사이에 열교환이 원활하게 이루어지게 된다. 상기 함체의 내부를 순환하는 공기는 디스플레이 모듈(10)과 후술할 기판(37) 등으로부터 열을 흡수하고, 상기 제1열교환기를 통과하며 냉각된다.

상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기로부터 열을 흡수하며 증발된 제1열교환기(91)의 냉매는 배관을 통해 압축기(93)로 유입된다. 압축기(93)는 상기 기체 상의 냉매를 가압하여 고압으로 만든다.

상기 압축기(93)도 일종의 발열원이므로, 상기 함체(30) 외부에 설치된다. 본 발명에서 상기 압축기(93)는 함체(30)의 후면에 마련된 기계실(39)에 설치되는 것이 예시된다.

기계실(39)은 상기 함체(30)와 구분되는 별도의 공간으로서, 함체(30) 외부의 공기가 유동하는 개방유동경로(70)가 지나가는 공간이다. 상기 기계실(39)은, 직육면체 형태의 함체(30) 외부에, 다시 직육면체 형태의 기계실 공간이 추가적으로 마련된 형태로 배치될 수도 있다.

본 발명에서는, 도시된 바와 같이, 기계실(39)이 상기 함체(30)와 함께 전체적으로 직육면체 형태를 이루도록 배치된 형태가 예시된다. 함체(30)와 기계실(39)이 함께 직육면체의 형상을 이루더라도, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 함체(30)의 후면{즉 기계실(39)의 전면}과 디스플레이 모듈(10)의 후면 사이는 이격되어 있어 상기 기계실(39)과 마주하는 디스플레이 모듈(10)의 후면에서 발생한 열도 폐순환경로(50)를 순환하는 공기에 의해 냉각될 수 있다.

한편 상기 압축기(93)에서 고압으로 압축된 기체 상의 냉매는 배관을 따라 이동하여 상기 제2열교환기(95)로 유입되고, 응축된다. 즉 상기 제2열교환기(95)는 응축기일 수 있다. 응축기에서 냉매가 응축될 때 발생하는 열은 상기 기계실(39)을 유동하는 개방유동경로(70)의 공기에 의해 냉각되고, 상기 제2열교환기(95)와 열교환을 하여 가열된 공기는 기계실 외부로 배출된다. 또한 상기 압축기(93) 역시 개방유동경로(70)에 놓여져 냉각될 수 있다.

상기 기계실 내부의 공기 유동은 상기 기계실에 설치된 제2팬(72)에 의해 발생하며, 제2팬(72)은 기계실의 공기 유동의 입구 및/또는 출구에 배치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 제2팬(72)에 의해 발생하는 유동은 함체의 제1측면에서 제2측면을 향하는 방향, 즉 두 장변을 교차하여 지나가는 방향인 것이 예시된다.

후술하겠지만, 상기 두 장변 사이에서 제2열교환기(95)는 단변인 제3측면에 가까이 배치되고, 상기 기판(37)은 단변인 제4측면에 가까이 배치된다. 또한 상기 기판(37)은 도 4에 도시된 바와 같이 제2열교환기(95)와 중첩되지 않도록 제2열교환기의 옆에 배치된다. 따라서 제2열교환기(95)를 지나가는 개방유동경로가 두 단변과 교차하는 방향으로 유동하기 위해서는, 상기 기판(37)이 설치된 공간을 우회할 필요가 있다. 반면 상기 개방유동경로가 두 장변이 교차하는 방향으로 유동하는 것이라면, 기판을 우회할 필요가 없다.

상기 제2열교환기(95)에서 응축된 냉매는 다시 배관을 따라 팽창밸브(97)를 거쳐 압력이 낮아짐으로써, 기화되기 좋은 상태로 상기 제1열교환기(91)로 유입된다. 냉매는 히트 펌프의 사이클 내에서, 압축, 응축, 팽창, 증발의 과정을 거치며 함체 내부의 열을 함체 외부로 배출한다.

상기 함체(30) 내부에서 디스플레이 모듈(10)의 후방의 소정 공간에는 디스플레이 모듈의 제어와 전원 공급 등을 담당하는 기판(37)이 설치된다. 상기 기판(37)은, 도 3에 도시된 바와 같이 전후 방향으로 보았을 때, 상기 기계실(39)의 위치와 중첩되지 않는 위치에 설치된다. 물론 도 4에 도시된 바와 같이, 상하 방향으로 보았을 때에도, 상기 기판(37)은 상기 기계실(39)의 위치와 중첩되지 않는 위치에 설치된다.

이와 같이 기판과 기계실의 위치가 중첩되지 않도록 하고, 함체의 측면에 제1열교환기를 설치하며, 상기 기계실에 제2열교환기를 설치하면, 직육면체의 디스플레이를 매우 슬림하고 컴팩트하게 설계하는 것이 가능하다.

[기계실]

본 발명에 따르면, 함체 내에서 제1열교환기 주변의 온도는, 기계실 내에서 제2열교환기 주변의 온도보다 더 낮을 수 있다. 따라서 상기 기계실과 함체 사이의 격벽으로 함체와 기계실 사이에 열교환이 되는 것은 차단되는 것이 바람직하다. 이에 본 발명은 기계실과 함체 사이의 격벽 부분에 단열층(38)을 더 두는 구조를 제공한다.

또한 본 발명에서는, 디스플레이를 보다 슬림하게 제작하기 위해, 디스플레이 모듈(10)의 후방 일측에는 기판(37)을 배치하고, 타측에는 기계실(39)이 배치되도록 한 구조를 제공한다. 다만 기계실(39)이 디스플레이 모듈(10)의 후방에 배치되더라도, 폐순환경로(50)가 디스플레이 모듈(10)의 후방의 공간을 유동하며 디스플레이 모듈(10)의 후면을 냉각해야 하므로, 기계실(39)의 전면(front face)과 디스플레이 모듈(10)의 후면 사이에는 소정의 간격이 존재하도록 하고, 이를 통해 공기가 순환할 수 있도록 한다.

상기 기계실 내부에서 발생하는 공기의 유동은, 함체 외부의 공기가 유동하는 개방유동경로(70)를 이룬다. 본 발명에 따른 냉각장치에서, 열이 발생하는 압축기(93)와 제2열교환기(95)는 상기 기계실(39) 내부에 배치되어, 개방유동경로를 지나는 공기에 의해 원활하게 냉각되도록 한다. 이를 위해 상기 기계실 내부에는 제2팬(72)이 설치되며, 상기 제2팬(72)은 디스플레이의 장변 쪽에 배치되어 상하방향으로 공기 유동을 발생시킨다.

한편 상기 함체 내부의 공간에 제약이 많은 점을 감안하여, 본 발명에서는 상기 팽창밸브(97) 역시 기계실 내부에 배치되도록 한다.

[냉각장치의 작동]

이하 본 발명에 따른 디스플레이 냉각 장치의 작동에 대해 설명한다. 디스플레이가 작동하면 디스플레이 모듈(10)의 백라이트 유닛이나 전원 회로 등에서 열이 발생한다. 함체(30) 내부에 배치된 제1팬(51)이 작동하면, 함체(30) 내에서 디스플레이 모듈(10) 전면, 후면 및 측면을 순환하는 폐순환경로(50)로 공기가 순환하며 상기 디스플레이 모듈(10)의 열을 흡수하게 된다.

또한 LED 어레이(15)에서 발생한 열은 하우징(16)을 통해 전도되어 상기 제1열교환기(91)에 거의 직접적으로 전달된다.

제1열교환기(91) 내부의 냉매는 상기 폐순환경로의 공기로부터 열을 흡수하고 상기 하우징으로부터 열을 흡수하며 증발한다.

제1열교환기에서 증발된 기체 상의 냉매는, 기계실에 설치된 압축기(93)로 이동하여 압축된다. 그리고 고압의 냉매는 상기 제2열교환기(95)에서 응축되며 열을 방출한다. 상기 압축기(93)에서 발생하고 상기 제2열교환기(95)에서 방출하는 열은, 상기 제2팬(72)에 의해 기계실 외부로부터 유입되어 기계실 내부를 유동하는 개방유동경로(70)의 공기에 의해 냉각된다. 상기 압축기와 제2열교환기를 냉각하며 가열된 개방유동경로의 공기는 기계실 외부로 배출된다.

상기 제2열교환기에서 응축된 액체 상의 냉매는 팽창밸브(97)를 거쳐 다시 제1열교환기로 유입되어 증발되며 함체 내부에 대한 냉각을 계속하게 된다.

본 발명에 따르면, 히트 펌프 방식의 냉각장치를 사용하여 함체 내부를 냉각함으로써, 종래의 공기 대 공기의 면 접촉에 의존하는 냉각 방식보다 열교환과 냉각 효율이 매우 뛰어나다. 따라서 열교환기의 크기를 크게 하지 않더라도 함체 내부의 충분한 냉각이 가능하다.

또한 본 발명의 히트 펌프 방식의 냉각장치에 따르면, 종래의 공기 대 공기 접촉 방식에 따른 열교환 방식과 달리, 제1열교환기와 제2열교환기가 각각 함체 내부와 외부의 어느 위치에 배치되더라도 함체 내부의 냉각이 가능하다. 이는 디스플레이 설계의 자유도를 크게 높여주게 된다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 디스플레이 모듈
11: 전면(화면)
12: 후면
15: 백라이트 유닛(LED 어레이)
16: 하우징
30: 함체
35: 전면(투과면, 글라스)
36: 후면
37: 기판
38: 단열층
39: 기계실
50: 폐순환경로
51: 제1팬
70: 개방유동경로
72: 제2팬
90: 냉각장치
91: 제1열교환기(증발기)
911: 제1핀
93: 압축기
95: 제2열교환기(응축기)
952: 제2핀
97: 팽창밸브

Claims

전면(35)에 투과면이 마련된 함체(30);
상기 함체(30) 내부에 수용되며, 함체의 전면(35) 및 후면(36)과 이격 배치되는 디스플레이 모듈(10);
상기 함체(30) 내부에서 상기 디스플레이 모듈(10)의 후방에 수용되며, 상기 디스플레이 모듈(10)을 제어하는 기판(37);
상기 함체(30)의 전면(35)과 디스플레이 모듈(10) 전면(11) 사이의 공간, 상기 함체(30)의 측면과 디스플레이 모듈의 측면 사이의 공간, 및 상기 함체(30)의 후면(36)과 디스플레이 모듈(10)의 후면(12) 사이의 공간을 순환하는 폐순환경로(50);
상기 함체(30)의 외부에 마련된 개방유동경로(70); 및
상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기로부터 상기 함체(30) 내부에 마련된 제1열교환기(91)의 냉매가 흡수한 열을 상기 함체(30) 외부에 마련된 제2열교환기(95)에서 방출하는 냉각장치(90);를 포함하고,
상기 냉각장치(90)는:
상기 디스플레이 모듈(10)의 측면 및 이와 마주하는 상기 함체(30)의 측면 사이에 배치되며 냉매가 증발하는 제1열교환기(91);
상기 제1열교환기(91)에서 기화된 냉매를 압축하는 압축기(93);
상기 함체(30)의 후면에 마련된 기계실(39)에 배치되며, 상기 압축기(93)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 응축되는 제2열교환기(95); 및
상기 제2열교환기(95)와 상기 제1열교환기(91) 사이에 배치되는 팽창밸브(97);를 포함하며,
상기 기판(37)과 상기 기계실(39)은 전후 방향으로 보았을 때 서로 중첩되지 않는 위치에 마련되는
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 기계실(39)과 상기 함체(30) 내부 공간 사이에는 단열층(38)이 마련된
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 압축기(93)와 팽창밸브(97)는 상기 기계실에 배치되는
디스플레이 냉각장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 함체 내에는 상기 폐순환경로(50)를 순환하는 공기를 가압하는 제1팬(51)이 설치된
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 기계실(39)에는 함체 외부의 공기를 상기 기계실로 유동시키는 개방유동경로(70)를 형성하는 제2팬(72)이 설치된
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 디스플레이 모듈(10)에는 백라이트 유닛(15)이 구비되고,
상기 백라이트 유닛(15)은 디스플레이 모듈(10)의 하우징(16)에 인접 설치되어 상기 하우징(16)에 열을 전도하고,
상기 제1열교환기(91)는 상기 하우징(16)에 인접하여 설치된
디스플레이 냉각장치.
청구항 7에 있어서,
상기 백라이트 유닛(15)의 발열부는 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에 설치되고,
상기 하우징(16)은 상기 백라이트 유닛의 발열부와 접하며 상기 디스플레이 모듈(10)의 측면에 설치된
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1열교환기(91)는 상기 제1열교환기를 지나는 폐순환경로(50)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀(fin)을 구비하는
디스플레이 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2열교환기(95)는 상기 제2열교환기를 지나는 개방유동경로(70)의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 연장되는 복수 개의 핀을 구비하는
디스플레이 냉각장치.