KR20100055309A - 강제냉각방식을 이용한 엘이디 집어등장치 - Google Patents

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KR20100055309A
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Abstract

본 발명은 LED를 하나의 행이나 열, 또는 복수의 행과 열로 구성한 LED 어레이를 이용해 각종 어류를 포획하는 데에 사용하는 LED 집어등에 관한 것이며, 보다 상세하게는 이러한 LED 집어등에 있어 필수적으로 수반되는 방열에 대한 문제를 해결하기 위한 강제 냉각 시스템과 해수에 대한 방수 내지 부식을 방지하기 위한 구조를 겸비한 LED 조명장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LED 조명 장치는, 다수의 LED가 표면실장된 메탈 PCB와 그 메탈 PCB를 통해 전달된 LED의 열을 신속하고 효과적으로 방출시키기 위한 금속제의 히트싱크와 그 히트싱크 내에 구비된 냉매 유도용 관로시스템과 이러한 전기광학적 시스템을 해수로부터 보호하기 위한 방수 및 내식을 위한 하우징으로 구성된다.
LED, 조명, 방수, 냉각, 방열

Description

강제냉각방식을 이용한 엘이디 집어등장치 {LED fish-luring lamp with enforced cooling system}
본 발명은 강제냉각방식을 이용한 LED 집어등장치에 관한 것으로서, 기존의 메탈할라이드 램프를 대치할 정도의 광량을 확보하기 위해 고출력 LED를 채용하는 시스템에 있어 가장 큰 기술적 애로점인 방열문제를 해결함으로써 제한된 공간과 LED 수량 내에서 가장 많은 전류를 흘릴 수 있도록 해주는 냉각 시스템과 그러한 냉각시스템이 사용 환경 상 해수에 의한 내식성을 가질 수 있도록 부가적인 장치를 겸비한 LED 조명시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 가로등이나 선박용 집어등 등의 고휘도 조명장치에서 수은램프, 메탈할라이드램프 또는 나트륨램프 등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 램프에 사용되는 전구의 특성상 수명이 짧아 자주 교환을 해야 하기 때문에 그 유지비용이 많이 들고, 고온의 발열로 인해 효율이 떨어지는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, LED를 광원으로 하는 조명장치가 개발되고 있다(특허문헌 1, 2). LED는 긴 수명과 적은 소비전력 등의 특징을 가지고 있기 때문에 새로운 광원으로서 역할을 할 것으로 기대된다. 하지만 LED의 특성상 한 개의 LED로서는 메탈할라이드 램프와 같은 높은 휘도를 얻기 어렵기 때문에 다수의 LED를 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결하여 사용하여야만 한다. 이 경우 광원의 밀도를 높이기 위해서는 LED를 매우 좁은 간격으로 배치할 필요가 있으며 이에 따라 현재 LED를 채용하는 조명시스템에 있어 가장 큰 문제인 발열 문제를 해결하기가 더욱 어려워진다.
일반적으로 LED 조명시스템에 있어 고출력 LED를 복수로 나열하는 경우 LED간 간격은 대략 3~5cm 간격을 유지하고 있으며 허용 전류 또한 LED chip의 junction 온도를 감안하여 보통의 방열판을 이용하는 구조에서 최대 허용전류 이하로 사용한다.
한편 도 1은 일반적인 고출력 LED 조명시스템의 배열형태와 이에 수반되는 방열판(heat sink)의 구조를 보여주는 설명도이다.
도 1에서 보이는 것과 같이 LED를 이용하는 조명시스템의 경우 다수의 고출력 고휘도 LED를 직병렬 배선용 패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB)상에 표면실장의 방법으로 납땜 연결하게 되는데, LED로에서 발생하는 열의 온도가 매우 높은 만큼 일반 PCB가 아닌 메탈 PCB를 사용한다. 또한 적절한 방열 설계를 위해서는 불가피하게 Heat sink를 장착하지 않으면 안 되며 이러한 Heat sink는 대부분 구리 또는 알루미늄 재질의 다이캐스팅 또는 압출로 제작된 금속재질로 이루어져 있으며 LED에서 Metal PCB, Heat_sink로의 열전도를 통해 전달된 열이 Heat sink의 외부 표면을 통해 대기 중으로 대류 방출되도록 구성된다.
하지만 이러한 일련의 열전달 경로 과정에서 최종 Heat sink를 통한 대류가 신속하고 충분하게 이루어지지 않으면 그 열이 열 발생원인 LED에 집중됨으로써 지속적인 열화 및 순간적인 파손의 원인이 된다. 따라서 heat sink에서 최대한 많은 열을 대기로 방출하기 위해서는 충분히 큰 부피와 넓은 표면적을 갖도록 해야 하기 때문에 제품의 설계에 많은 제약이 따른다.
따라서 종래 기술의 대류형 히트싱크를 이용한 방열구조에서는 고출력 LED에서 발생하는 열을 충분히 제거하기 위하여 LED들 사이의 간격을 충분히 떨어뜨려 배치할 뿐만 아니라, LED에 인가하는 전류에도 제한을 둘 수밖에 없기 때문에 그 크기와 무게에 비하여 낮은 효율을 갖는 단점을 극복하기 어렵다.
최근 특허문헌 1에서는, 수중에서 사용하는 LED 집어등의 냉각을 위한 관통공을 구비한 집어등이 제안되었고, 특허문헌 3에서는, LED가 탑재되어 있지 않은 측의 도전성 플레이트가 냉각체에 접속되고 있고, 냉각체에서 냉각액의 환류에 발광 다이오드의 방열을 촉진하는 것에 의해서 고출력 발광이 가능한 조명장치를 제안하였다.
하지만 특허문헌 1에서 제안하는 방식은 해수에 잠긴 상태에서 사용하는 LED 조명장치이기 때문에 공기의 대류에 의한 방식 대신 액체에 의한 수동적인 대류 방식으로 볼 수 있으며, 특허문헌 3에서 제안하는 것은 LED가 탑재되지 않은 측면의 파장 변환 부재의 냉각을 제안하고 있다.
또한 냉매를 사용해 방열을 할 수 있는 Heat sink를 구비한 경우에도 금속재질로 이루어지는 경우가 대부분이므로 해양의 선상에서 발생하는 해수의 침투, 부식을 막을 수 있어야 하고, 특히 동절기에는 기온의 급강하의 조건에서 냉매의 결 빙으로 인한 동파의 문제를 완벽하게 해결하기 매우 어려운 상황이다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2006-0036486
특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 10-2008-0055750
특허문헌 3 : 일본 특표 2002-544673호 공보
본 발명은 LED를 사용한 조명장치 중 선박용 집어등 시스템에 있어서, 통상의 방열방식 이외에 선박이라는 특수한 상황에서 채용 가능한 최고의 방열효과를 유지하는 냉각시스템을 발명함으로써 다수의 고출력 LED를 채용하면서도 경박단소가 가능하고, 높은 전류를 흘려줌으로써 최고의 밝기를 낼 수 있는 LED 집어등을 제공하고자 하는 것이다. 또한 그러한 시스템이 선박에서 적절히 사용될 수 있는 제반 주변시스템을 함께 제공하고 조업 중 발생할 수 있는 방수 및 염수에 의한 부식의 문제를 완벽하게 해소할 수 있고, 동절기 냉매의 결빙으로 인한 동파를 막기 위해 쉽게 냉매를 배출할 수 있는 히트싱크 구조를 제공하고자 하는 데에 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 LED 집어등 장치는 인쇄회로기판(PCB)상에 배열되어 있는 다수개의 LED와 인쇄회로기판을 지지하며 관통유로를 겸비한 히트싱크와 LED 구동을 위한 전용 드라이브 회로와 상기 부재 전체를 밀폐하는 내 부식성 하우징으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 최대의 방열 효과를 얻을 수 있기 때문에 고출력 LED를 밀집하게 배열할 수 있고, 최대 허용 전류를 인가함으로써 보다 효율이 높은 조명이 가능하며, 히트싱크가 외부로 노출되지 않아 부식의 문제를 해결하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 LED 집어등장치에 있어서, 상기 히트싱크는 냉각수의 입구와 출구가 되는 입수부와 출수부를 한쌍 내지 복수로 구비하고 상기 히트싱크의 내부 관통유로는 입수부와 출수부를 연결하고 있으며, LED의 배열과 일치하도록 유로를 형성 한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, LED 집어등 장치에서 열원이 되는 LED와 가깝게 냉각 유로가 위치할 수 있어서 최대한의 냉각 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 LED 집어등장치에 있어서, 상기 히트싱크의 입수부는 상단에 배치하고 출수부는 하단에 배치하며, 상기 히트싱크 내부의 관통유로는 중력에 의하여 냉각수가 빠져나갈 수 있는 직렬, 병렬 또는 직병렬 구조로 된 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 동절기 냉각수의 동결로 인한 파손을 방지하기 위하여 냉각수를 배출하는 작업을 용이하게 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 LED 집어등장치에 있어서, 상기 히트싱크는 금속 재질로 이루어져 있으며, 유체가 흐르는 유로에는 내 부식성 보호피막을 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 열전도 효과가 좋은 금속으로 이루어진 히트싱크의 내부 유로에서 지속적으로 해수와의 열교환이 이루어지면서 발생하는 부식을 막는 것이 가능하다.
또한, 본 발병의 LED 집어등 장치에 있어서, 전용 드라이브 회로는 히트싱크의 하면에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 전용 드라이브 회로에서 발생하는 열이 LED에 전달되지 않을 뿐만 아니라, 부품의 냉각을 용이하게 하여 수명을 증가시키는 것이 가능하다.
본 발명을 통해 효율적인 냉각시스템을 구비함으로써 LED 집어등장치의 방열성을 향상시켜 광원의 수명을 늘림과 동시에 동일한 광원을 사용하는 경우에도 고출력을 얻을 수 있고, 경박단소화 함으로써 선박에 장착시 공간적으로나 중량적으로 편의를 제공할 수 있어 비용적인 측면이나 에너지 절약 측면에 있어서 큰 경제적 효과를 가질 수 있으며 해양에서 사용할 수밖에 없는 열악한 환경 조건하에서도 방수, 방식 특성이 우수한 신뢰성 높은 조명시스템을 확보할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 바람직한 수단으로써, 본 발명에 따른 강제냉각방식을 이용한 LED 집어등장치는 인쇄회로기판(PCB); 상기 인쇄회로기판 상에 복수로 구성된 LED 어레이; 상기 LED를 구동하기위한 전용 드라이브 회로; LED에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있는 히트싱크; 상기 부재를 외부환경으로부터 밀폐하는 하우징으로 이루어져 있다. 상기 히트싱크는 상기 인쇄회로기판의 하부에 결합하여 인쇄회로기판을 지지하도록 설치되며 상기 LED에서 발생하는 열을 냉매를 이용하여 냉각하기 위한 유로를 겸비하는 것을 특징으로 한다. 더 구체적으로는 상기 히트싱크의 내부에 유로를 형성하고 개방형으로 냉매로서 해수를 직접 공급하는 방 식과, 폐쇄회로 시스템을 구성하여 라디에이터를 통하여 냉매를 냉각하는 방식을 채택할 수 있다.
상기 히트싱크는 2장의 판 형상 부재의 사이에 냉각용 냉매가 흐를 수 있는 유로가 형성되는 방열부재로서, 상기 히트싱크의 제 1부재는 LED가 실장된 PCB를 지지하고, 상기 히트싱크의 제 2부재는 제 1부재를 덮는 구조로 되어있으며, 상기 냉매가 도입되는 입수부와, 상기 유로를 통하여 순환된 냉매가 방출되는 출수부를 적어도 한 쌍을 보유하고, 상기 히트싱크의 입수부와 출수부는 상기 히트싱크의 측면면에 위치하며 구체적으로는 상하 또는 좌우로 대칭을 유지하거나 4개의 측면 중에서 어느 한 면에 입수부와 출수부를 모두 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 동절기에 냉매의 동결로 인한 동파를 방지하기 위하여, 유로는 중력에 의해 냉매가 흘러 나갈 수 있도록 형성 하고 상기 히트싱크의 입수부는 히트싱크의 상단에 위치하고, 상기 히트싱크의 출수부는 상기 히트싱크의 하단에 형성하게 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 히트싱크의 상기 2장의 판 형상 부재중에서 어느 한 부재에만 홈을 내어 형성하고, 다른 부재는 평면형상이거나, 상기 2장의 부재의 마주보는 같은 위치에 홈을 형성하고 체결함으로써 상기 유로를 형성할 수 있으며, 상기 유로를 구성하는 방식으로는 직렬, 병렬 또는 두 가지 방식을 적절히 혼합한 직병렬 방식이 가능하다.
또한 상기 히트싱크의 유로는 상기 PCB상에 배열된 LED와 일치하게 하여 냉각 효과를 증대시킬 수 있다.
또한 상기 히트싱크에서 냉매와 접촉하는 유로의 표면에는 아노다이징 처리 내지 내 부식성 보호 피막을 형성함으로써 냉매에 의하여 표면이 부식되는 것을 방지할 수 있다.
또한 LED의 구동을 위한 전용 드라이브 회로는, 다수의 고출력 LED를 구동할 수 있는 전류를 인가하여야 하기 때문에 자체적으로도 많은 열을 발생한다. 상기 전용 드라이브 회로를 상기 인쇄회로 기판에 실장할 경우, 전용드라이브 회로에서 발생하는 열이 LED에 전달되어 발광 효율을 떨어트릴 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 전용드라이브 회로를 히트싱크의 하면에 위치함으로써 LED에 열이 전달되지 않도록 함과 동시에 전용회로의 부품에서 발생하는 열을 히트싱크를 이용해 제거하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서는 특히 히트싱크 내에 유로를 채용하는 방식을 통해 대기 중으로 상기 히트싱크의 방열면이 노출될 필요성이 배제됨으로써, 내식성이 높은 재료로 LED 조명장치 전체를 외부에서 감싸는 하우징 부재를 사용함으로써 완벽한 방수기능과 염수(해수) 부식에 대한 문제점을 완벽히 해결할 수 있는 구조를 채용하는 것을 본 발명의 특징으로 한다.
상기 하우징은 상측 구조물과 하측 구조물로 구성되며, 상기 상측 구조물은 상기 LED 어레이의 전방에 투명 부재를 포함하도록 하며, 상기 하측 구조물은 상기 히트싱크를 고정할 수 있는 지지대 역할을 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 강제냉각방식을 이용한 LED 집어등장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 LED 조명장치의 냉각구조의 핵심이 되는 냉각 유로를 포함하는 히트싱크와 LED 어레이의 결합구조를 내타내는 단면도이고, 도 3은 히트싱크의 유로 구성의 예를 보여주는 평면도이다.
이를 구조적으로 설명하면, 알루미늄과 같은 금속 재질을 통해 메탈 PCB(111)로부터의 열전달 효과를 높인 히트싱크(120) 내부로 냉각수가 유입될 수 있는 입수부(124)와 유입된 냉각수가 원활히 히트싱크(120)으로 전달되어 축적된 열을 흡수할 수 있도록 가장 열밀도가 높은 부위를 따라 형성된 유로(123)를 갖추고 있으며 그 열을 흡수하여 수온이 올라간 냉각수가 다시 방열판 외부로 빠져나갈 수 있는 출수부(125)로 구성된다.
유로(123)는 방열면적이나 열이 집중될 수 있는 부위에 따라 하나 또는 수개의 병렬 유로로 형성될 수 있으며 각 유로는 직선 또는 곡선으로 형성될 수 있다. 이에 따라 입수부(124)와 출수부(122)도 병렬 유로의 개수만큼 쌍으로 형성시키게 되고 각 입수부와 출수부에는 니플(126)이라고 하는 유압회로에 흔히 사용되는 부재를 통해 기밀을 유지하면서 외부 호스와 연결되는 것이 바람직하다. 입수부와 출수부, 냉각 유로에 대한 다른 구성의 예를 도 4내지 도 7에 도시한다.
히트싱크(120)에 형성되는 유로(123)는 인접한 다른 조명장치로 한번 사용된 냉각수가 냉각 과정을 거치지 않고 그대로 외부 호스를 통해 유입이 가능하도록 할 수 있으며, 이 경우 지속된 냉각효과에 의해 수온이 상승되어 인접 조명등의 냉각효율을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서 각 방열판에서 상승되는 수온의 온도를 사전에 측정하여 수온상승이 허용치를 넘지 않도록 외부에서 연결되는 유입 호스(127)와 토출 호스(128)의 직렬 연결 개수를 정하고 그 이상의 조명장치에는 또 다른 직렬 유수 회로를 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 시스템도를 도 8에 나타낸다. 또한 이러한 냉각시스템에 흐르는 냉매는 겨울철에 동파의 우려가 있으므로 외부 펌프를 이용해 계속 순환을 시키지 않는 동안에는 히트싱크의 유로 내에 냉각수가 남아 있지 않도록 사용 후 펌프로부터 외부 공기를 유입시켜 냉각수를 모두 뽑아낼 수 있도록 하며 최종 토출단 호스부에 유량게이지를 설치하여 잔존 냉각수가 없는 것을 확인 후 펌프 가동이 멈출 수 있도록 제어회로를 구비하도록 하는 것이 바람직하다.
또는 이러한 수고를 덜기 위해 도 3내지 도 4와 같이 히트싱크(120)에 냉매가 입수되는 입수부(124)를 히트싱크의 상단부에 배치하고 출수부(125)를 하단부에 배치하며 유로는 입수부보다 낮고 출수부보다 높게 위치하게 하며 유로의 방향은 중력에 의하여 흘러나갈 수 있게 형성함으로써 비 가동 시에는 입수부와 출수부를 개방함으로써 자연적으로 유로 내에 냉매가 남지 않게 하는 것이 바람직하다.
또한 냉매는 일반 물을 이용해 지속적으로 순환시키면서 외부 라디에이터로 수온을 조절하는 방식도 가능하고 해수를 그대로 사용하여 냉각수를 쓰고 버리는 방식도 모두 적용 가능하며, 해수를 그대로 사용하는 경우에는 외부 필터를 통해 부유물과 같은 것들을 걸러내는 장치를 펌프 앞단에 구비하는 것이 바람직하다.
상기 히트싱크(120)는 2장의 판 형상의 부재로 구성된다. 상기 히트싱크(120)의 제 1부재(121)는 상기 LED(110)가 실장된 PCB(111)를 지지하는 역할을 하고, 상기 히트싱크(120)의 제 2부재(122)는 제 1부재(121)의 덮개 역할을 한다. 상기 2장의 판 형상 부재중에서 어느 한 부재에만 홈을 내어 형성하고, 다른 부재는 평면형상이거나, 상기 2장의 부재의 마주보는 같은 위치에 유로의 역할을 하는 홈(123)을 형성하고 기밀을 유지할 수 있도록 방수 부재를 이용하여 체결함으로써 상기 유로를 형성할 수 있다.
냉각수로서 해수를 그대로 이용하는 경우에 있어서는 히트싱크(120)의 유로(123)의 표면이 해수에 의해 부식이 발생할 수가 있다. 이를 방지하기 위해 해수 냉각수가 흐르는 유로의 표면은 아노다이징 또는 내부식성 피막을 형성하는 것이 바람직하다.
또한 전용 드라이브 회로(134)에서 발생하는 열을 효과적으로 제거하고, LED(110)로 전달되는 것을 막기 위하여 전용 드라이브 회로(134)는 히트싱크의 하면(122)에 위치하는 것이 바람직하다.
일반적인 자연대류식 또는 공랭식 히트싱크를 가진 조명장치에 있어서, 원할한 냉각을 위하여 히트싱크의 표면이 외부로 조출될 수밖에 없기 때문에 이를 해양에서 사용하는 경우에는, 불가피하게 염수로 인한 부식을 피하기가 어렵다. 하지만 본 발명의 수냉식 히트싱크를 사용하는 구조에서는 유체 냉매를 통한 강제 냉각 효과가 뛰어나기 때문에 자연대류나 공랭식에서 사용하는 요철구조의 방열핀을 제거할 수 있어 조명장치를 매우 경박단소하게 꾸밀 수가 있다.
또한 공기중으로 히트싱크(120)의 표면이나 각종 부품 내지 전기 단자 등을 외부환경으로부터 노출을 제거하기 위하여 LED 집어등장치의 배면에 해당하는 히트싱크(120)와 전면에 해당하는 출광면을 감싸며, 전력선과 냉각수만 통과할 수 있는 최소한의 입출력부를 방수부재를 이용하여 밀폐하고, 내 부식성 재료로 구성된 하우징 구조물(131,132)을 앞뒤로 조립하여 완벽한 방수 및 내식성을 확보할 수 있다. 이러한 구조를 도 9에 나타낸다.
도 1은 일반적인 고출력 LED 조명시스템의 배열형태와 이에 수반되는 방열판(heat sink)의 구조를 보여주는 설명도
도 2는 냉각 유로를 포함하는 히트싱크와 LED 어레이의 결합구조를 보여주는 단면도
도 3 내지 도 7은 히트싱크의 유로 구성의 예를 보여주는 평면도
도 8은 유수 회로 시스템 구성도
도 9는 하우징을 포함한 LED 집어등 장치
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
110 : LED 111 : 인쇄회로기판
112 : 대류형 방열핀 114 : 투명 보호 커버
120 : 히트싱크 121 : 히트싱크의 제1부재
122 : 히트싱크의 제2부재 123 : 관통 유로
124 : 입수부 125 : 출수부
126 : 니플 127 : 냉각수 유입 호스
128 : 냉각수 배출 호스 131 : 하우징 상형
132 : 하우징 하형 133 : 투명부재
134 : 전용드라이브회로 135 : 전력선

Claims (6)

  1. 평면의 인쇄회로기판(PCB)상에 배열되어 있는 다수개의 LED와; 상기 LED를 구동하기 위한 전용드라이브 회로와; 상기 LED에서 발생하는 열을 유체를 이용하여 냉각하기 위한 히트싱크와; 하우징으로 이루어진 LED 집어등 장치에 있어서,
    상기 히트싱크는 상기 인쇄회로기판의 하부에 결합하여 인쇄회로기판을 지지하도록 설치되며 상기 LED에서 발생하는 열을 유체를 이용하여 냉각하기 위한 관통유로를 겸비하고, 상기 하우징은 내 부식성 재료로 이루어져 있으며, 상형과 하형으로 구성되어 있으며, 방수 부재를 포함하며, 상기 하우징의 상형에는 상기 LED의 전방에 투명 재료로 구성된 윈도우가 설치된 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.
  2. 평면의 인쇄회로기판(PCB)상에 배열되어 있는 다수개의 LED와; 상기 LED를 구동하기 위한 전용드라이브 회로와; 상기 LED에서 발생하는 열을 유체를 이용하여 냉각하기 위한 히트싱크와; 하우징으로 이루어진 LED 집어등 장치에 있어서,
    상기 히트싱크는 판 형상의 두 장의 판형 부재로 구성되며, LED를 실장한 PCB를 지지하는 제 1부재와 상기 제 1부재를 덮는 제 2부재중 어느 한 부재에만 유로를 구성하거나, 마주보는 동일한 위치에 두 부재에 모두 홈을 형성하여 유로를 구성하고, 상기 히트싱크의 측면에 입수부와 출수부를 최소한 한 쌍 이상 구비한 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.
  3. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히트싱크의 관통유로는 중력에 의해 유체가 흘러 나갈 수 있도록 구성되며, 입수부는 히트싱크의 상단에 위치하고, 출수부는 히트싱크의 하단에 위치하며, 입수부와 출수부를 연결하는 관통유로는 입수부와 출수부의 사이에 위치하며 중력에 의하여 유체가 흐를 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.
  4. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통 유로의 형상은 직렬로 이루어진 지그재그 형상, 병렬 형상, 직 병렬 형상 중 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.
  5. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히트싱크는 금속 재질로 이루어져 있으며, 유체가 흐르는 상기 관통유로에는 아노다이징 처리 내지 내 부식성 보호 피막을 형성하고, 기밀유지를 위하여 방수 부재를 포함한 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.
  6. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전용 드라이브 회로는 상기 히트싱크의 하면과 상기 하우징의 하형 사이에 위치하여, 상기 LED에 열이 전달되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 LED 집어등 장치.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200467611Y1 (ko) * 2011-04-26 2013-06-24 김인수 차량 전조등용 헤드램프
KR101315912B1 (ko) * 2012-07-16 2013-10-08 이영일 반도체 패키지용 베이스 및 이를 이용한 조명장치
KR101395477B1 (ko) * 2013-10-31 2014-05-27 김진무 채낚기 어선에 장착되는 led 수중집어등장치
KR101432089B1 (ko) * 2009-05-31 2014-08-21 김재균 수압 변화에 능동적 대응하는 led 수중 조명 겸 집어등
KR101535632B1 (ko) * 2014-02-11 2015-07-09 엘아이지넥스원 주식회사 냉각 장치를 포함하는 무선 송수신 장치
KR20180105371A (ko) * 2017-03-15 2018-09-28 (주) 테크로스 전원공급장치용 방열기
KR20190109096A (ko) * 2018-03-16 2019-09-25 박지암 수냉식 방열장치
KR20200066799A (ko) * 2018-12-03 2020-06-11 정상옥 방열 구조를 갖는 led 조명장치
KR102363438B1 (ko) * 2021-04-20 2022-02-15 (주)아이에프티 히트파이프 내장형 히트싱크

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR101395477B1 (ko) * 2013-10-31 2014-05-27 김진무 채낚기 어선에 장착되는 led 수중집어등장치
KR101535632B1 (ko) * 2014-02-11 2015-07-09 엘아이지넥스원 주식회사 냉각 장치를 포함하는 무선 송수신 장치
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