KR102266867B1 - Cooling Structure for LED Lighting System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회전자계에 의한 유체순환방식의 방열구조에 관한 것으로, 전원을 공급하여 고정부의 코일부에 3상 교류를 발생시키면 유도전동기 원리에 의하여 회전부가 회전하고 이와 함께 방열부 내의 전기전도성과 점성을 갖춘 방열유체도 회전순환하여 발열체의 열을 지속적으로 방출시키는 방열구조를 제공한다.The present invention relates to a heat dissipation structure of a fluid circulation method by a rotating magnetic field. When power is supplied to generate a three-phase alternating current in a coil unit of a fixed part, the rotating part rotates according to the principle of an induction motor, and together with the electrical conductivity in the heat dissipation part The heat dissipation fluid with viscosity also rotates and circulates to provide a heat dissipation structure that continuously releases the heat of the heating element.
Description
본 발명은 엘이디 조명기구 등의 발광효율을 높이기 위한 것으로, 회전자계에 의해 순환되는 유체를 이용한 방열구조에 관한 것이다.The present invention relates to a heat dissipation structure using a fluid circulated by a rotating magnetic field to increase the luminous efficiency of an LED lighting device, etc.
최근, 조명기술 분야의 패러다임은 친환경, 저소비, 전기적 효율이 뛰어난 조명을 개발하는데 있다.Recently, a paradigm in the field of lighting technology is to develop an environment-friendly, low-consumption, and excellent electric-efficiency lighting.
엘이디 조명은 발광 다이오드가 전기 에너지를 빛 에너지로 변환시켜 발광 되는 조명으로서, 소비전력이 낮아 에너지 자원이 절약되고, 수은과 온실가스 등의 폐기물 배출이 적은 친환경 소재이고, 다양한 색상과 조명 연출이 가능하고, 수명이 길어 운영비용이 절감되는 등의 장점으로 인해 친환경 차세대 조명으로 각광받고 있다.LED lighting is a lighting that emits light by converting electric energy into light energy by a light emitting diode. It is an eco-friendly material that saves energy resources due to low power consumption and emits less waste such as mercury and greenhouse gas, and can produce various colors and lighting. It is receiving attention as an eco-friendly next-generation lighting because of its advantages such as long lifespan and reduced operating costs.
그러나 엘이디 조명등은 작은 소자에서 고휘도의 빛을 출사하므로 소자에서 국부적인 열이 발생되며, 특히 제품이 소형화, 집적화됨에 따라 엘이디 칩이 밀집되어 설치될 때 엘이디 발광 시 발생되는 열로 인해 회로가 정상적으로 작동되지 않거나, 엘이디의 수명이 단축되며, 발광효율이 떨어지게 되는 문제점이 발생된다.However, since LED lighting lamps emit high-brightness light from small devices, local heat is generated from the devices. In particular, as products are miniaturized and integrated, when LED chips are densely installed, the circuit does not work normally due to the heat generated during LED light emission. Otherwise, the lifespan of the LED is shortened and the luminous efficiency is lowered.
조금 더 상세히 살펴보자면, p-n형 반도체 소자인 엘이디 칩에서 외부양자효율(External Quantum Efficiency)은 엘이디로 전류가 주입될 때의 전류주입효율(Injection Efficiency), 주입된 전류가 빛으로 발생되는 효율인 내부양자효율(Internal Quantum Efficiency) 및 발생된 빛이 칩 외부로 방출되는 효율인 광추출효율(Light Extraction Efficiency)의 곱으로 나타나는데, 연구결과에 따르면 엘이디 칩에서는 공급되는 전력의 약 70 내지 80%가 열로 변환되고 있고 이에 의해 p-n접합부의 온도인 정션온도(Junction Temperature)가 허용치 이상으로 상승하여 내부양자효율(Injection Efficiency)이 낮아져 엘이디의 발광효율을 떨어뜨릴 뿐 아니라 방출 파장의 이동 등의 다양한 문제를 야기하여 수명을 저하하게 된다.If we look at it in a little more detail, in an LED chip, which is a pn-type semiconductor device, the External Quantum Efficiency is the current injection efficiency when current is injected into the LED, and the internal Quantum Efficiency, which is the efficiency at which the injected current is generated as light. It appears as the product of the internal quantum efficiency and the light extraction efficiency, which is the efficiency at which the generated light is emitted to the outside of the chip. According to the research results, about 70 to 80% of the power supplied in the LED chip is converted into heat. The junction temperature, which is the temperature of the pn junction, rises above the allowable value, and the internal quantum efficiency is lowered, thereby lowering the luminous efficiency of the LED and causing various problems such as movement of the emission wavelength. will decrease the lifespan.
따라서 엘이디 제품의 신뢰성 및 수명 확보를 위해서는 정션온도(Junction Temperature)를 허용치 이하로 유지하도록 제품을 설계하고 관리하는 것이 중요한바 엘이디 관련분야의 학회 및 업계에서는 열저항을 줄이기 위한 다각적인 연구가 활발하게 이루어지고 있다.Therefore, in order to secure the reliability and lifespan of LED products, it is important to design and manage the product to keep the junction temperature below the allowable value. is being done
종래에는 발열체의 열을 방열판을 이용하여 열전도와 복사 등을 통해 외부로 방출하였으나 이것만으로는 부족한 면이 있었고, 특허문헌 KR101311761 B1, KR101187146 B1 등에서는 외부 동력을 사용하거나 온도차에 의한 자연대류를 이용한 유체 순환 방식의 방열 기술 등이 제시되었으나 이러한 기술은 소형화된 발열체에 적용되어 열을 효율적으로 발산하지 못하는 문제점과 자연대류를 이용한 경우 유체 자체도 열 포화할 가능성이 있어 효율 측면에서 문제점이 있다.Conventionally, the heat of the heating element is discharged to the outside through heat conduction and radiation using a heat sink, but this alone is insufficient. In Patent Documents KR101311761 B1, KR101187146 B1, etc., external power is used or fluid circulation using natural convection due to temperature difference Although heat dissipation techniques have been proposed, these techniques have problems in terms of efficiency because they are applied to a miniaturized heating element and cannot efficiently dissipate heat and when natural convection is used, the fluid itself may be thermally saturated.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유체 순환을 위해서 전기동력 외에 별도의 장치가 필요 없으며 유체에 열 포화가 일어나더라도 지속적으로 강제 대류를 발생시킬 수 있도록 구현하여 소형화된 기기에서도 발광효율을 높일 수 있는 방열 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and there is no need for a separate device other than an electric power for fluid circulation, and it is implemented so that forced convection can be continuously generated even when thermal saturation occurs in the fluid, so that luminous efficiency even in a miniaturized device It aims to provide a heat dissipation structure that can increase the
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명의 방열구조는,The heat dissipation structure of the present invention as a technical means for solving the above problems,
유도전동기의 고정자 구조로 형성되는 고정부; 상기 고정부의 내측 벽면을 따라 구비되며, 상기 고정부의 내측에 회전자계를 조성하는 3상의 코일을 공간적으로 평형하게 전기각 120도로 배치한 코일부; 상기 코일부에 3상 교류전원을 공급하는 전원부; 유도전동기의 회전자 구조로 형성되며, 상기 코일부에 의한 상기 회전자계를 통해 상기 고정부의 내측에서 회전하는 회전부; 및 상기 회전부에 구비되는 방열바디와, 상기 방열바디와 상기 회전부 사이에 형성되고 발열체의 발열부가 안착되는 체결부를 포함하여 구성되며, 상기 방열바디와 상기 회전부 사이에는 수냉 방식을 통해 상기 발열체의 열을 방출하기 위한 방열유체가 회전순환되는 방열부; 를 포함하여 구성될 수 있다.a fixing part formed of a stator structure of an induction motor; a coil unit provided along an inner wall surface of the fixing unit, in which three-phase coils for generating a rotating magnetic field are arranged in a spatially balanced manner at an electrical angle of 120 degrees; a power supply unit for supplying three-phase AC power to the coil unit; a rotating part formed in a rotor structure of an induction motor and rotating inside the fixed part through the rotating magnetic field by the coil part; and a heat dissipation body provided in the rotating part, and a fastening part formed between the heat dissipating body and the rotating part and in which the heat generating part of the heating element is seated, and between the heat dissipating body and the rotating part, the heat of the heating element is transferred through a water cooling method. a heat dissipating unit in which a heat dissipating fluid for discharging is circulated; It may be composed of
또한, 상기 방열바디는 원통 수조 형태로 회전부의 외주면을 따라 구비되는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.In addition, the heat dissipation body may be configured in the form of a cylindrical water tank, characterized in that it is provided along the outer peripheral surface of the rotating part.
또한, 상기 방열바디는 원통 수조 형태로 회전부의 내주면을 따라 구비되는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.In addition, the heat dissipation body may be configured in the form of a cylindrical water tank, characterized in that it is provided along the inner circumferential surface of the rotating part.
또한, 상기 방열유치는 소정의 전기전도성과 소정의 점성을 갖는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.In addition, the heat dissipation device may be configured to have a predetermined electrical conductivity and a predetermined viscosity.
또한, 발열체의 온도를 감지하는 센서와 감지된 온도를 표시하는 디스플레이 패널을 포함하는 표시부를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, it may be configured to further include a display unit including a sensor for detecting the temperature of the heating element and a display panel for displaying the sensed temperature.
본 발명에 따른 방열구조에 의하면 전기동력 외에 별도의 장치가 없다는 점에서 소형화된 기기에 적용할 수 있고 제조비용을 절감할 수 있으며 유체 자체가 열 포화 되더라도 지속적인 순환대류를 통해 열을 발산시켜 열 방출이 효율적으로 이루어지는 이점이 있다. According to the heat dissipation structure according to the present invention, since there is no separate device other than electric power, it can be applied to miniaturized devices, can reduce manufacturing costs, and dissipate heat through continuous circulation convection even if the fluid itself is thermally saturated. This has the advantage of being done efficiently.
도 1 및 도 2는 아라고 원판 원리를 설명하기 개념도이다.
도 3은 3상 교류를 이용한 회전자계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명에 의한 방열구조를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 방열부를 나타내 상세 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 방열구조의 작동과정을 나타내는 흐름도이다.1 and 2 are conceptual diagrams for explaining the principle of the Arago disk.
3 is a conceptual diagram for explaining a rotating magnetic field using a three-phase alternating current.
4 is a plan view showing a heat dissipation structure according to the present invention.
5 is a detailed configuration diagram illustrating the heat dissipation unit shown in FIG. 4 .
6 is a flowchart showing the operation process of the heat dissipation structure according to the present invention.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일례에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.The present invention and the technical problems achieved by the practice of the present invention will be made clear by the preferred embodiments described below. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the accompanying drawings are merely examples shown to explain the technical idea of the present invention in more detail, the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.
도 1 및 도 2는 아라고 원판 원리를 설명하기 개념도이다.1 and 2 are conceptual diagrams for explaining the principle of the Arago disk.
도 3은 3상 교류를 이용한 회전자계를 설명하기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram for explaining a rotating magnetic field using a three-phase alternating current.
도 4는 본 발명에 의한 방열구조를 나타낸 평면도이다.4 is a plan view showing a heat dissipation structure according to the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 방열부를 나타내 상세 구성도이다.5 is a detailed configuration diagram illustrating the heat dissipation unit shown in FIG. 4 .
도 6은 본 발명에 따른 방열구조의 작동과정을 나타내는 흐름도이다.6 is a flowchart showing the operation process of the heat dissipation structure according to the present invention.
일반적으로 유도전동기는 전기에너지를 공급받아 회전운동에너지로 변환시키는 장치로, 내부에 코일이 감긴 고정자와, 고정자 내부에 삽입되어 고정자의 코일에 흐르는 교류전류에 의해 발생하는 자계변화에 의해 유도전류를 발생시키는 원통형태의 회전자로 구성된다.In general, an induction motor is a device that receives electrical energy and converts it into rotational kinetic energy. It is composed of a cylindrical rotor that generates
유도전동기의 원리는 아라고 원판(Arago's Disk)의 원리와 같으며, 자석을 회전시켜 변화를 만들어 그 회전에 따라 회전자도 같은 방향으로 회전하는 것이다. The principle of the induction motor is the same as that of the Arago's Disk, and the rotor rotates in the same direction according to the rotation by rotating the magnet to make a change.
다만, 자석을 회전시키는 것을 3상 교류전원으로 회전자계를 만들어 대체하는 것이다. However, the rotation of the magnet is replaced by a three-phase AC power source to create a rotating magnetic field.
도 1과 도 2를 이용하여 아라고 원판 원리(Arago's Disk)를 설명한다. 1 and 2 will be used to explain the principle of Arago's Disk.
도 1은 아라고 원판(Arago's Disk)이라고 하는 회전체로써 도면과 같이 도체로 된 원판이 회전할 수 있게 한 구조이다. 1 is a rotating body called Arago's Disk, and as shown in the drawing, a disc made of a conductor can be rotated.
아라고 원판(Arago's Disk) 위에서 자석을 회전시키면 도체에서는 자계가 변하기 때문에 기전력이 유도된다. When a magnet is rotated on Arago's Disk, an electromotive force is induced because the magnetic field changes in the conductor.
이때 유도되는 기전력의 방향은 도체의 상대속도가 자석의 속도 성분과 반대방향이므로 플레밍의 오른손법칙(Fleming's right hand rule)을 적용하면 도 1의 (a)와 같은 기전력이 발생되고 이 기전력에 의해 전류가 흐른다. At this time, since the direction of the induced electromotive force is the direction opposite to that of the magnet, the relative speed of the conductor is in the opposite direction to that of the magnet, so if Fleming's right hand rule is applied, an electromotive force as shown in Fig. 1(a) is generated, and the current is generated by this electromotive force flows
또한, 이 전류방향과 자속방향의 법선방향으로 힘이 발생하므로 플레밍의 왼손법칙(Fleming's left hand rule)을 적용하면 도체는 자석의 회전방향과 같은 방향으로 힘을 받아 회전한다.In addition, since the force is generated in the direction normal to the direction of current and magnetic flux, if Fleming's left hand rule is applied, the conductor rotates under the force in the same direction as the direction of rotation of the magnet.
아라고 원판(Arago's Disk)에 작용하는 힘을 자기배열 토크로 설명하기 위해 아라고 원판에 흐르는 전류가 만드는 자속의 극성을 표시하면 도 1의 (b)와 같다. In order to explain the force acting on the Arago's Disk as a magnetic array torque, the polarity of the magnetic flux created by the current flowing in the Arago disk is shown in Fig. 1(b).
아라고 원판(Arago's Disk)에는 자석을 회전시키면 도 1의 (b)에서 같은 방향의 N극과 S극이 발생되므로 자석의 극성에 의한 반발력과 흡입력이 자석의 회전방향과 같은 방향으로 발생한다. When the magnet is rotated on the Arago's Disk, the N and S poles in the same direction are generated in Fig. 1 (b), so the repulsive force and suction force due to the polarity of the magnet are generated in the same direction as the rotational direction of the magnet.
도 2를 이용하여 선형기기에 적용해 설명한다. It will be described by applying to a linear device using FIG. 2 .
도 2의 (a)와 같이 도체판 위에 자석 N극과 S극이 오른쪽으로 이동하면 도체는 상대적으로 왼쪽으로 운동하는 것과 같으므로 도 2의 (a)에서 점선 화살표와 같은 방향으로 기전력이 유도되어 전류가 흐르게 된다. As shown in (a) of FIG. 2, when the magnet N and S poles on the conductor plate move to the right, the conductor moves relatively to the left, so the electromotive force is induced in the same direction as the dotted arrow in (a) of FIG. current will flow.
이 전류와 영구자석의 상호작용, 즉 플레밍의 왼손법칙(Fleming's left hand rule)에 의해 도체는 오른쪽으로 힘을 받아 이동하게 된다. According to the interaction between this current and the permanent magnet, that is, Fleming's left hand rule, the conductor is forced to move to the right.
이러한 현상을 자석의 관계로 나타내면 도 2의 (b)와 같다. If this phenomenon is expressed in relation to the magnet, it is shown in FIG. 2(b).
도체에 흐르는 전류는 도 2의 (b)와 같은 자극을 만들어 내고 이 자극은 영구자속의 자극과 반발력과 흡인력이 작용하여 자석의 이동방향과 같은 방향으로 힘이 발생하여 움직인다. The current flowing through the conductor creates a magnetic pole as shown in Fig. 2 (b), and the magnetic pole of the permanent magnetic flux, repulsive force, and attraction force act to generate a force and move in the same direction as the movement direction of the magnet.
도 2의 (a)의 직선형으로 되어 있는 도체를 도 2의 (c)와 같이 원으로 말아주고 자석을 시계방향으로 회전시키면 선형기기에서 발생되었던 힘과 같은 힘이 원형기기에서 발생되고 이 힘에 의해서 도체가 자석의 회전방향과 동일한 방향으로 회전한다. When the straight conductor of Fig. 2 (a) is rolled in a circle as shown in Fig. 2 (c) and the magnet is rotated clockwise, the same force as the force generated in the linear device is generated in the circular device, and this force The conductor rotates in the same direction as the magnet's rotation direction.
한편, 회전자계는 다상(multi phase)의 전동기를 사용하면 발생시킬 수 있다. On the other hand, the rotating magnetic field can be generated by using a multi-phase motor.
3상인 경우는 코일을 공간적으로 120도로 배치하여 평형한 전원을 공급하면 회전자계가 발생한다. In the case of three-phase, if the coil is spatially arranged at 120 degrees and balanced power is supplied, a rotating magnetic field is generated.
도 3은 3상 교류전원을 이용하여 자계가 회전하는 것을 나타낸 것이다. 3 shows the rotation of a magnetic field using a three-phase AC power supply.
도 3의 (a)는 U상, V상, W상 코일을 전기각 120도가 차이 나도록 배치하고 코일에 전원을 공급하면 시간의 경과에 따라 자계가 시계방향으로 회전하는 것을 보여주고 있다. Figure 3 (a) shows that the magnetic field rotates clockwise over time when the U-phase, V-phase, and W-phase coils are arranged to have a difference of 120 degrees in electrical angle and power is supplied to the coil.
3상 코일에 의해 만들어진 회전자계는 도 3의 (b)와 같은 영구자석이 회전하는 것과 같은 의미를 나타낸다. The rotating magnetic field created by the three-phase coil has the same meaning as the rotation of the permanent magnet as shown in FIG. 3(b).
이와 같이 자계의 회전에 의해 도체에 유도전류가 흐르고 이 유도전류와 자속의 상호작용에 의해 회전하는 기계를 유도전동기라고 한다.In this way, an induced current flows through the conductor due to the rotation of the magnetic field, and a machine that rotates due to the interaction between the induced current and magnetic flux is called an induction motor.
이하, 도 4와 도 5, 도 6을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 4, 5 and 6 .
본 발명의 기술적 사상인 방열구조는 고정부(100), 코일부(110), 전원부(120), 회전부(200), 방열부(210), 방열바디(211), 체결부(212), 방열유체(213), 표시부(300)를 포함하여 구성될 수 있으며, 도 4는 본 발명에 의한 방열구조를 나타낸 평면도이다.The heat dissipation structure that is the technical idea of the present invention includes a fixing
상기 고정부(100)는 유도전동기의 고정자 구조로 형성된다.The fixing
상기 코일부(110)는 상기 고정부(100)의 내측 벽면을 따라 구비되며, 상기 고정부(100)의 내측에 회전자계를 조성하는 3상의 코일을 공간적으로 평형하게 전기각 120도로 배치하여 구성될 수 있다.The
상기 전원부(120)는 상기 코일부(110)에 3상 교류전원을 공급한다.The
상기 회전부(200)는 유도전동기의 회전자 구조로 형성된다.The
상기 방열부(210)는 상기 회전부(200)에 구비되는 방열바디(211)와 상기 방열바디(211)와 상기 회전부(200) 사이에 형성되고 발열체의 발열부가 안착되는 체결부(212)를 포함하여 구성되고, 상기 방열바디(211)와 상기 회전부(200) 사이에는 수냉 방식을 통해 상기 발열체의 열을 방출하기 위한 방열유체(213)가 회전순환하게 된다.The
상기 방열바디(211)는 원통 수조 형태로 회전부(200)의 외주면을 따라 구비되는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.The
또한, 상기 방열바디(211)는 원통 수조 형태로 회전부(200)의 내주면을 따라 구비 되는 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.In addition, the
상기 체결부(212)는 엘이디 소자와 같은 발열체의 발열부가 고정 안착되며 발열체의 발열부는 방열유체와 접촉하게 된다.The
상기 방열유체(213)는 소정의 전기전도성과 소정의 점성을 갖는 것을 특징으로 하여 Ethylene 또는 Propylene glycol solution 등이 사용될 수 있다.Since the
상기 표시부(300)는 발열체의 온도를 감지하는 센서와 감지된 온도를 표시하는 디스플레이 패널을 포함하여 구성될 수 있다.The
이하, 도 6의 흐름도를 참조하여 본 발명의 방열구조를 설명해 본다.Hereinafter, the heat dissipation structure of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 .
전원부(120)에서 코일부(110)에 3상 교류전원을 공급하면 고정부(100)에 회전자계가 발생한다. When three-phase AC power is supplied from the
고정부(100)의 회전자계는 플레밍의 오른손 법칙(Fleming's right hand rule)에 따라 회전부(200)에 기전력을 유도시키고, 상기 기전력은 회전부(200)에 전류를 발생시키며, 상기 전류는 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's left hand rule)에 따라 회전부(200)를 회전시키게 된다. The rotating magnetic field of the
또한, 방열부(210)에 구비되는 전기전도성과 점성을 갖는 방열유체(213)도 전자력에 의해 함께 회전하게 된다.In addition, the
한편, 발열체에 열이 발생하는 경우 발생한 열은 상기 체결부(212)에 고정 안착된 발열체의 발열부에 집적되고, 발열부는 방열부(210)의 방열유체(213)와 접촉하게 된다.On the other hand, when heat is generated in the heating element, the generated heat is accumulated in the heating part of the heating element fixedly seated in the
방열유체(213)가 발열체 발열부가 고정 안착된 체결부(212)에 가까워지면서, 방열유체(213)는 발열체 발열부와 열전도, 대류 등 상호작용으로 발열체 발열부의 열을 방출 시키고, 방열유체(213)의 온도는 상승한다.As the
방열유체(213)가 발열체 발열부가 고정 안착된 체결부(212)에 멀어지면서, 외부 공기와의 접촉 등으로 방열유체(213)는 열을 방출하고 다시 온도가 하강한다.As the
전원부(120)에서 전원이 공급되면 방열유체(213)는 반복적으로 회전순환하여 발열체 발열부의 열을 방출시키며, 전원부(103)에서 전원 공급이 중단되면 순환을 멈추게 되는 방열구조이다.When power is supplied from the
도 5를 참조하여 조금 더 상세히 설명해 본다.It will be described in a little more detail with reference to FIG. 5 .
전원부(120)에서 전원이 공급되어 방열유체(213)가 임의의 방향으로 순환하는 경우, 방열유체(213) 내 하나의 입자(213a)는 전자력에 의해 시계방향으로 이동하여 체결부(212a)에 고정 안착된 발열체의 발열부와 가까워지게 된다. When power is supplied from the
이 과정에서, 유체 입자(213a)는 발열체 발열부와 열전도, 대류 등의 상호작용을 통해 발열체 발열부의 열을 방출시키고 유체 입자(213a)의 온도는 상승하게 된다.In this process, the
이후 유체 입자(213a)는 전자력에 의해 유체 입자(213b)의 위치로 이동하게 되고 체결부(212a)에 고정 안착된 발열체의 발열부와 서서히 멀어지게 된다. Thereafter, the
이 과정에서, 유체 입자(213a)는 외부 공기와의 접촉 등으로 열을 방출하게 되며 유체 입자(213a)의 온도는 다시 하강하게 된다.In this process, the
한편, 상기 과정이 일어남과 동시에 유체 내 또 다른 입자(213b)는 전자력에 의해 시계방향으로 이동하여 체결부(212a)에 고정 안착된 발열체의 발열부에서 멀어지면서 외부 공기와의 접촉 등으로 열을 방출하고 유체 입자(213b)의 온도는 하강하게 된다.Meanwhile, at the same time as the above process occurs, another
이후 유체 입자(213b)는 전자력에 의해 유체 입자(213c)의 위치로 이동하게 되고 체결부(212b)에 고정 안착된 발열체의 발열부에 가까워지면서 열전도, 대류 등의 상호작용을 통해 발열체 발열부의 열을 방출시키며 유체 입자(213b)의 온도는 다시 상승하게 된다.Thereafter, the
또한, 상기 과정이 일어남과 동시에 유체 내 또 다른 입자(213c)는 전자력에 의해 시계방향으로 이동하여 체결부(212b)에 고정 안착된 발열체의 발열부와 가까워지면서 열전도, 대류 등의 상호작용을 통해 발열체 발열부의 열을 방출시키고 유체 입자(213c)의 온도는 상승하게 된다.In addition, as the above process occurs, another
이후 유체 입자(213c)는 전자력에 의해 유체 입자(213d)의 위치로 이동하게 되고 체결부(212b)에 고정 안착된 발열체의 발열부와 서서히 멀어지면서 외부 공기와의 접촉 등으로 열을 방출하고 유체 입자(213c)의 온도는 다시 하강하게 된다.Thereafter, the
또한, 상기 과정이 일어남과 동시에 유체 내 또 다른 입자(213d)는 전자력에 의해 시계방향으로 이동하여 체결부(212b)에 고정 안착된 발열체의 발열부에서 멀어지면서 외부 공기와의 접촉 등으로 열을 방출하고 유체 입자(213d)의 온도는 하강하게 된다.In addition, as the above process occurs, another
이후 유체 입자(213d)는 전자력에 의해 유체 입자(213e)의 위치로 이동하게 되고 체결부(212c)에 고정 안착된 발열체의 발열부에 가까워지면서 열전도, 대류 등의 상호작용을 통해 발열체 발열부의 열을 방출시키며 유체 입자(213d)의 온도는 다시 상승하게 된다.Then, the
또한, 상기 과정이 일어남과 동시에 유체 내 또 다른 입자(213e)는 전자력에 의해 시계방향으로 이동하여 체결부(212c)에 고정 안착된 발열체의 발열부와 가까워지면서 열전도, 대류 등의 상호작용을 통해 발열체 발열부의 열을 방출시키고 유체 입자(213e)의 온도는 상승하게 된다.In addition, as the above process occurs, another
이후 유체 입자(213e)는 전자력에 의해 유체 입자(213f)의 위치로 이동하게 되고 체결부(212c)에 고정 안착된 발열체의 발열부와 서서히 멀어지면서 외부 공기와의 접촉 등으로 열을 방출하고 유체 입자(213e)의 온도는 다시 하강하게 된다.Thereafter, the
또한, 상기 과정이 일어남과 동시에 유체 내 또 다른 입자(213f)는 전자력에 의해 시계방향으로 이동하여 체결부(212c)에 고정 안착된 발열체의 발열부에서 멀어지면서 외부 공기와의 접촉 등으로 열을 방출하고 유체 입자(213f)의 온도는 하강하게 된다.In addition, as the above process occurs, another
이후 유체 입자(213f)는 전자력에 의해 유체 입자(213g)의 위치로 이동하게 되고 체결부(212d)에 고정 안착된 발열체의 발열부에 가까워지면서 열전도, 대류 등의 상호작용을 통해 발열체 발열부의 열을 방출시키며 유체 입자(213f)의 온도는 다시 상승하게 된다.Thereafter, the
또한, 상기 과정이 일어남과 동시에 유체 내 또 다른 입자(213g)는 전자력에 의해 시계방향으로 이동하여 체결부(212d)에 고정 안착된 발열체의 발열부와 가까워지면서 열전도, 대류 등의 상호작용을 통해 발열체 발열부의 열을 방출시키고 유체 입자(213g)의 온도는 상승하게 된다.In addition, as the above process occurs, another
이후 유체 입자(213g)는 전자력에 의해 유체 입자(213h)의 위치로 이동하게 되고 체결부(212d)에 고정 안착된 발열체의 발열부와 서서히 멀어지면서 외부 공기와의 접촉 등으로 열을 방출하고 유체 입자(213g)의 온도는 다시 하강하게 된다.Thereafter, the
또한, 상기 과정이 일어남과 동시에 유체 내 또 다른 입자(213h)는 전자력에 의해 시계방향으로 이동하여 체결부(212d)에 고정 안착된 발열체의 발열부에서 멀어지면서 외부 공기와의 접촉 등으로 열을 방출하고 유체 입자(213h)의 온도는 하강하게 된다.In addition, as the above process occurs, another
이후 유체 입자(213h)는 전자력에 의해 유체 입자(213a)의 위치로 이동하게 되고 체결부(212a)에 고정 안착된 발열체의 발열부에 가까워지면서 열전도, 대류 등의 상호작용을 통해 발열체 발열부의 열을 방출시키며 유체 입자(213h)의 온도는 다시 상승하게 된다.Thereafter, the
상기의 방열과정은, 유체 입자(213a), 유체 입자(213b), 유체 입자(213c), 유체 입자(213d), 유체 입자(213e), 유체 입자(213f), 유체 입자(213g), 유체 입자(213h) 뿐 아니라 방열유체(213) 내 모든 입자에서 반복 순환되며 일어난다.In the heat dissipation process,
한편, 자연 대류와는 달리 방열유체(213) 자체가 열 포화 되더라도 전원부(120)에서 전원이 공급되는 경우에는 전자력에 의한 지속적인 회전순환이 이루어지므로 효율적인 열방출이 이루어질 수 있다.On the other hand, unlike natural convection, even if the
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 방열구조를 설명한다.Hereinafter, a heat dissipation structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 .
본 발명에 따른 방열구조가 설치되면,When the heat dissipation structure according to the present invention is installed,
전원부(120)에서 전원을 공급하면 코일부(110)에 3상 교류 전원이 발생하고 고정부(100)에 회전자계가 생성된다.When power is supplied from the
고정부(100)의 회전자계는 플레밍의 오른손 법칙에 따라 회전부(200)에 기전력을 유도하고, 기전력에 의해 회전부(200)에는 전류가 발생한다.The rotating magnetic field of the
회전부(200)에 발생한 전류는 플레밍의 왼손 법칙에 따라 회전부(200)를 회전시키며, 방열부(210)의 방열유체(213)도 소정의 전기전도성과 소정의 점성을 갖추고 있어 전자력에 의해 함께 회전하게 된다.The current generated in the
방열유체(213)는 회전하면서 발열체의 발열부가 고정 안착된 체결부(212)에 가까워지면서 열전도, 대류 등의 상호작용으로 발열체 발열부의 열을 방출시키고 방열유체의 온도는 상승하게 된다.As the
이후 방열유체(213)는 회전하면서 발열체 발열부가 고정 안착된 체결부(212)에 멀어지면서 외부 공기와의 접촉 등으로 방열유체가 열을 방출하게 되고 온도가 다시 하강하게 된다.Thereafter, as the
한편, 전원부(120)에서 전원 공급이 이루어지는 동안에는 방열유체(213) 자체가 열 포화된다 하더라도 전자력에 의해 계속 회전 순환하므로 지속적으로 발열체의 열을 방출시킬 수 있다.Meanwhile, while power is supplied from the
이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
1000 : 본 발명에 따른 방열구조
100 : 유도전동기의 고정부 110 : 코일부
120 : 전원부 200 : 유도전동기의 회전부
210 : 방열부 211 : 방열바디
212 : 체결부 213 : 방열유체
300 : 표시부
212a : 체결부 212b : 체결부
212c : 체결부 212d : 체결부
213a : 유체 입자 213b : 유체 입자
213c : 유체 입자 213d : 유체 입자
213e : 유체 입자 213f : 유체 입자
213g : 유체 입자 213h : 유체 입자1000: heat dissipation structure according to the present invention
100: fixing part of the induction motor 110: coil part
120: power supply 200: rotating part of the induction motor
210: heat dissipation unit 211: heat dissipation body
212: fastening part 213: heat dissipation fluid
300: display
212a: fastening
212c: fastening
213a:
213c:
213e:
213g:
Claims (5)
상기 고정부의 내측 벽면을 따라 구비되며, 상기 고정부의 내측에 회전자계를 조성하는 3상의 코일을 공간적으로 평형하게 전기각 120도로 배치한 코일부(110);
상기 코일부에 3상 교류전원을 공급하는 전원부(120);
유도전동기의 회전자 구조로 형성되며, 상기 코일부에 의한 상기 회전자계를 통해 상기 고정부의 내측에서 회전하는 회전부(200); 및
상기 회전부에 구비되는 방열바디(211)와, 상기 방열바디(211)와 상기 회전부(200) 사이에 형성되고 발열체의 발열부가 안착되는 체결부(212)를 포함하여 구성되며, 상기 방열바디(211)와 상기 회전부(200) 사이에는 수냉 방식을 통해 상기 발열체의 열을 방출하기 위한 방열유체(213)가 회전순환되는 방열부(210);를 포함하는 LED 전등기구의 방열구조에 있어서,
상기 체결부(212)는 LED 소자가 발열체의 발열부에 고정 안착되며, 상기 LED 소자의 발열체의 발열부는 방열유체(213)와 접촉하며,
상기 방열바디(211)는 원통 수조 형태로 회전부의 외주면을 따라 구비되며,
상기 방열유체(213)는 소정의 전기전도성과 소정의 점성을 가지며,
발열체의 온도를 감지하는 센서와 감지된 온도를 표시하는 디스플레이 패널을 포함하는 표시부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 전등기구의 방열구조.
a fixing part 100 formed of a stator structure of an induction motor;
a coil unit 110 provided along an inner wall surface of the fixing unit, in which three-phase coils for generating a rotating magnetic field are spatially arranged at an electrical angle of 120 degrees inside the fixing unit;
a power supply unit 120 for supplying three-phase AC power to the coil unit;
a rotating part 200 formed in a rotor structure of an induction motor and rotating inside the fixed part through the rotating magnetic field by the coil part; and
It is configured to include a heat dissipation body 211 provided in the rotating part, and a fastening part 212 formed between the heat dissipation body 211 and the rotating part 200 and on which the heating part of the heating element is seated, ) and a heat dissipation unit 210 in which a heat dissipation fluid 213 for dissipating heat of the heating element is rotated and circulated between the rotating unit 200 through a water cooling method. In the heat dissipation structure of an LED light fixture,
In the fastening part 212, the LED element is fixedly seated on the heating part of the heating element, and the heating part of the LED element is in contact with the heat dissipation fluid 213,
The heat dissipation body 211 is provided along the outer peripheral surface of the rotating part in the form of a cylindrical water tank,
The heat dissipation fluid 213 has a predetermined electrical conductivity and a predetermined viscosity,
The heat dissipation structure of the LED light fixture, characterized in that it further comprises a display unit 300 including a sensor for detecting the temperature of the heating element and a display panel for displaying the sensed temperature.
상기 방열바디는 원통 수조 형태로 회전부의 내주면을 따라 구비되는 것을 특징으로 하는 방열구조.
The method of claim 1,
The heat dissipation body is a heat dissipation structure, characterized in that provided along the inner peripheral surface of the rotating part in the form of a cylindrical water tank.
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