KR100389390B1 - 진공단열재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공단열재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉장고의 단열손실을 최소화할 수 있고, 작업성이 향상된 진공단열재에 관한 것이다.

본 발명에 의한 진공단열재는, 외피를 형성하는 적층필름과; 상기 적층필름의 내부에 진공으로 밀봉되어 단열층을 형성하고, 상하면과 측면이 이루는 모서리부분이 곡면으로 형성되는 코어를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 특징에 따르면, 냉장고의 단열손실을 최소화할 수 있고, 작업공정이 간소화될 수 있다는 장점이 있다.

Description

진공단열재 {A vacuum insulation panel}

본 발명은 냉장고의 아웃케이스와 인너케이스 사이에 삽입되어, 냉장고의 단열층을 형성하는 진공단열재에 관한 것이다.

냉장고는 음식을 신선하게 보관하기 위해 내부온도를 소정 온도 이하로 유지시키도록 고안된 제품이다. 따라서, 냉장고 제작시, 냉장고 내부에 생성된 냉기를보존하고, 냉장고 외부의 열을 차단시키기 위해 냉장고의 인너케이스와 아웃케이스 사이에 단열층을 형성하며, 일반적으로 상기 인너케이스와 아웃케이스 사이에 폼(foam) 형태의 발포액을 충진하여, 상기 발포액이 발포후 경화되는 것에 의해 단열층이 형성되도록 하고 있다.

상기 발포액으로는 보통 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam)이 사용된다. 상기 폴리우레탄 폼은, 폴리에스테르 또는 폴리에테르형의 다가 알콜과 디이소시안산 에스테르를 물 등의 촉매의 존재하에 반응시켜 폴리우레탄 섬유를 형성하여 제조하는 열경화성 수지로서, 발포반응 중에 유리되는 이산화탄소 때문에, 발포후에는 마이크로미터 단위의 셀로 구성된 발포 다공질이 된다. 그리고 반응시 발포를 촉진시키기 위하여, 보통 발포제를 첨가하게 된다.

한편, 상기와 같이 형성된 폴리우레탄 단열층의 마이크로 셀 내부는 상술한 이산화탄소 가스와, 반응시의 고열로 인해 증발하는 발포제 가스로 채워지게 된다. 그런데 상기 발포제 가스인 CFC, HCFC, 싸이클로펜탄(Cyclopentane)과 이산화탄소는 열전도성이 크기 때문에, 폴리우레탄 단열층의 단열성을 저하시키는 원인이 된다.

따라서 상기와 같은 폴리우레탄 단열층의 단열효과를 보완하기 위하여 단열성이 높은 진공단열재를 사용하며, 일반적으로는 냉장고의 인너케이스와 아웃케이스 사이에 소정 크기의 진공단열재를 삽입하고, 그 주위를 일반 폴리우레탄 폼으로 충진한다.

도 1에는 이러한 진공단열재의 구조가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 진공단열재(10)는 폴리우레탄 재질의 코어(11)가 알루미늄 등으로 구성된 적층필름(12) 내부에 진공으로 밀봉된 구조로 이루어져 있다. 상기 코어(11)는 일반적인 폴리우레탄 폼 발포시, 압축력을 가하여 내부의 셀을 개방시킴으로써 셀 내부에 채워져있던 가스를 배출시키고, 이러한 상태에서 경화시켜 단열성을 향상시킨 것으로, 그 일측에는 내부에 잔존하는 잔존가스를 제거하기 위한 흡착제(13)가 부착되어 있다.

그리고 이러한 코어(11)를 상하 적층필름(12) 사이에 위치시키고, 소정 압력 이하로 감압한 상태에서 상기 적층필름(12)의 테두리 부분을 열을 가해 융착시키면, 상기 적층필름(12)의 내부가 진공상태로 밀봉되며, 이렇게 완성된 상기 진공단열재(10)의 테두리에는 상기와 같은 열융착에 의해 상하 적층필름(12)이 접착된 부분인 실링부(12a)가 형성되게 된다.

한편, 이렇게 제조된 진공단열재(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 아웃케이스(20)의 좌우 내측면 및 상면에 각각 부착되고, 이러한 상태에서 상기 아웃케이스(20) 내측에 인너케이스(30)를 체결한 다음, 상기 아웃케이스(20)와 인너케이스 사이(20)에 폴리우레탄 폼을 충진함으로써 냉장고 본체의 단열층을 형성하게 된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 진공단열재는 다음과 같은 단점이 있다.

상기 진공단열재(10)를 상기 아웃케이스(20)에 부착하게 되면, 상기 진공단열재(10)의 실링부(12a)는 외측으로 길게 남겨진 상태가 된다. 이러한 상태에서 상기 인너케이스가 체결되고 발포액이 충진되면 도 2의 확대도에 화살표로 도시한 바와 같이, 발포액이 상기 진공단열재(10)를 타고 흘러가게 되는데, 상기 실링부(12a)와 아웃케이스(20) 사이의 공간은 상기 실링부(12a)에 의해 덮히게 되어, 도 2의 확대도에 점선으로 표시한 부분은 발포액이 충진되지 못하고 빈 공간으로 남게되는 보이드(void)현상이 발생하게 된다. 따라서 이러한 빈 공간은 발포액이 충진된 타부분에 비해 단열력이 현저히 저하되어, 냉장고의 단열손실을 유발하는 원인이 된다.

또한 상기와 같은 보이드 현상을 방지하기 위하여, 통상 상기 실링부(12a)를 접어 상기 아웃케이스(20) 내측면에 밀착, 고정시키는 마감작업을 수행하게 되는데, 이러한 마감작업은 작업공정을 복잡하게 할 뿐만 아니라, 작업시간을 연장시키게 되는 문제점이 있다.

그리고 상기 진공단열재(10)를 부착하는 과정에 있어서, 다수개의 진공단열재(10)를 상기 아웃케이스(20) 내측면에 각각 부착하도록 구성되어 있다. 따라서 이러한 진공단열재(10)의 부착작업이 상기 진공단열재(10)의 수량만큼 개별적으로 수행되어야 하므로, 이 또한 작업공정을 복잡하게 하고, 작업소요시간을 길어지게 하는 원인이 되며, 각각의 진공단열재에 상술한 실링부(12a) 마감작업을 수행해야 하므로, 결과적으로 제품의 생산성 및 작업성을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.

또한 상기 코어(11)의 형상에 있어서도, 상기 코어(11)의 상하면과 측면이 이루는 모서리 부분은 각이 진 형태로 이루어져 있다. 이렇게 되면, 발포액이 충진되는 과정에서, 도 2의 확대도에 화살표로 도시한 발포액의 주입방향과 반대되는편의 모서리 부분에서는 와류가 발생하게 된다. 따라서 이러한 모서리를 이루는 진공단열재(10)의 측면과 상기 아웃케이스(20)가 이루는 공간에도 보이드 현상이 발생하여, 냉장고의 단열능력을 저하시키게 되는 단점이 있는 것이다.

본 발명의 목적은 상기한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 단열손실이 저감된 냉장고의 진공단열재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작업성이 향상된 냉장고의 진공단열재를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 진공단열재 구조가 도시된 측단면도.

도 2는 종래의 진공단열재 설치구조가 도시된 사용상태도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 측단면도.

도 4는 본 발명 실시예의 작동이 도시된 사용상태도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

110 : 진공단열재 111a,111b,111c : 코어

112 : 적층필름 112a :실링부

113 : 흡착제 120 : 아웃케이스

130 : 인너케이스

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 외피를 형성하는 적층필름과, 상기 적층필름의 내부에 진공으로 밀봉되어 단열층을 형성하고, 상하면과 측면이 이루는 모서리부분이 곡면으로 형성되는 다수개의 코어를 포함하여 구성되고, 상기 적층필름을 밀봉하는 과정에서 형성되는 실링부가 상기 코어의 상하면중 어느 일면과 동일 평면에서 연장되게 형성된다.

상기와 같은 구성에 의하면, 발포액 충진시 상기 진공단열재 끝단에 발생하는 보이드 현상을 방지할 수 있어 냉장고의 단열손실을 최소화할 수 있고, 다수개의 진공단열재가 일체화되고, 실링부 마감작업이 생략될 수 있으므로, 냉장고의 단열층을 형성하는 작업공정이 간소화될 수 있다는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 자세하게 살펴보기로 한다.

도 3에는 본 발명에 의한 진공단열재의 구조가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 진공단열재(110)는 단열을 위한 코어(111a,111b,111c)가 알루미늄 등으로 구성된 적층필름(112) 내부에 진공상태로 밀봉되어 있는 형태로 구성되어 있다. 상기 코어(111a,111b,111c)는 일반적인 폴리우레탄 폼의 발포시 압축력을 가하여 내부의 셀을 개방시킴으로써, 셀 내부에 채워져있던 가스를 배출시키고 이러한 상태에서 경화시킨 것으로, 그 일측에는 코어(111a,111b,111c) 내부에 잔존하는 잔존가스를 제거하기 위한 흡착제(113)가 부착되어 있다.

상기 코어(111a,111b,111c)는 상하면과 측면이 이루는 모서리부분이 둥근 곡면으로 이루어져 있다. 이러한 이유는 상기 진공단열재(110)를 설치한 상태에서 발포액을 충진할 때, 발포액이 상기 진공단열재(110)의 모서리부분에서 상기와 같은 곡면을 따라 자연스럽게 흐르게 됨으로써, 상기 진공단열재(110)의 모서리부분에서 와류가 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.

그리고 본 발명에 의한 진공단열재(110)는 특징적으로 3개의 코어(111a,111b,111c)가 하나의 적층필름(112) 내부에 밀봉되어 있는 형태이다.즉, 종래의 진공단열재 3개를 하나로 합쳐놓은 형상인 것이다. 또한 상기 코어(111a,111b,111c)를 밀봉하는 과정에서 열융착에 의한 상기 적층필름(112)의 접착부인 실링부(112a)가 상기 코어(111a,111b,111c)의 하면과 평행하게 형성되어 있다. 이는 상기 실링부(112a)가 상기 진공단열재(110)가 부착되는 아웃케이스에 완전히 밀착되어, 그 사이에 이격공간이 발생하지 않도록 하기 위한 구성이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 실시예의 작동을 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저 본 발명에 의한 진공단열재(110)는 종래의 진공단열재 3개를 하나로 이어 놓은 것과 같은 형상이다. 따라서 종래에 하나를 제조하는 시간에 3개를 동시에 제조하는 것과 같은 효과가 있어, 상기 진공단열재(110)의 제작에 소요되는 시간이 단축되게 될 것이다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 제조된 진공단열재(110)를 냉장고의 아웃케이스(120) 내측면에 부착한다. 이 때, 상기 진공단열재(110)의 코어(111a,111b,111c) 중 중간코어(111b)는 천정에, 그리고 좌우측 코어(111a,111c)는 양측벽에 부착하며, 부착시 상기 실링부(112a)가 상기 아웃케이스(120)의 내측면에 밀착되는 방향으로 부착하게 된다.

따라서 종래에 상기 진공단열재(110)를 상기 아웃케이스(120)의 각 면에 하나씩 따로 부착하던 작업이 한 번의 작업으로 수행될 수 있으며, 이렇게 부착된 상태에서는, 상기 실링부(112a)가 상기 아웃케이스(120)의 내측면에 밀착되게 되므로, 종래에 상기 실링부(112a)를 접어 상기 아웃케이스(120) 내측면에 밀착시키는실링부(112a) 마감작업이 생략될 수 있어, 전체적인 작업공정이 단축되고 간소화될 수 있을 것이다.

그리고 이렇게 진공단열재(110)가 부착된 상태에서, 상기 아웃케이스(120) 내측에 인너케이스(130)를 체결한 다음, 상기 아웃케이스(120)와 인너케이스(130) 사이에 단열을 위한 발포액을 충진하게 된다.

이 때, 상기 진공단열재(110)는 각각의 코어(111a,111b,111c)의 모서리 부분이 둥근 곡면으로 이루어져 있기 때문에, 도 4의 확대도에 화살표로 도시한 바와 같이, 발포액이 상기 진공단열재(110)의 모서리부분에서 와류를 발생시키지 않고 자연스럽게 흘러들어갈 수 있으며, 상기 진공단열재(110)의 실링부(112a) 또한 상기 아웃케이스(120) 내측면에 밀착된 상태이기 때문에, 발포액이 미충진됨으로 인한 보이드 현상이 발생하지 않아, 냉장고의 단열손실을 최소화할 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상기 진공단열재의 코어는 그 모서리 부분이 곡면으로 이루어져 있기 때문에, 발포액 주입시 상기 진공단열재의 모서리부분에서 와류가 발생하지 않는다. 따라서 상기와 같은 와류로 인해 발포액의 미충진 부분이 발생하는 보이드 현상을 방지할 수 있어, 냉장고의 단열손실을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 실링부는 상기 진공단열재의 상기 아웃케이스의 내측면에 부착되는 면과 평행하게 형성되어 있다. 즉, 상기 진공단열재를 상기 아웃케이스 내측면에 부착하는 것에 있어서, 상기 실링부가 상기 아웃케이스의 내측면에 밀착되도록 부착할 수 있는 것이다. 따라서 종래에 상기 실링부와 아웃케이스 내측면이 이격공간이 존재함으로 인한 보이드 현상 또한 방지할 수 있게 된다.

그리고 본 발명에 의한 진공단열재는 하나의 진공단열재에 다수개의 코어가 밀봉되어 있는 형상이다. 이러한 경우, 종래에 각각 제조해야 하던 진공단열재를 한 번의 공정을 통해 제작할 수 있게 되므로, 제작시간이 단축될 수 있으며, 상기 진공단열재를 상기 아웃케이스에 부착하는 과정 또한, 한 번의 작업으로 다수개의 진공단열재를 부착하는 작업을 대신할 수 있기 때문에, 작업공정이 단축되고 간소화되어, 전체적인 작업성 및 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

1. 외피를 형성하는 적층필름과;

   상기 적층필름의 내부에 진공으로 밀봉되어 단열층을 형성하고, 상하면과 측면이 이루는 모서리부분이 곡면으로 형성되는 다수개의 코어를 포함하여 구성되고,

   상기 적층필름을 밀봉하는 과정에서 형성되는 실링부가 상기 코어의 상하면중 어느 일면과 동일 평면에서 연장되게 형성되는 진공단열재.
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