KR100539125B1 - 단열 벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이격된 두 개의 진공-밀폐 덮개 층(12,13)을 가지는 단열 벽(10)에 관련된다. 이 층은 윤곽선을 따라 뻗어있고 U 모양의 횡단면을 가지는 결합 부재(20,30)에 상호 연결되고 상기 결합 부재(20,30)은 비워질 수 있고 제거 가능한 단열재(14)로 채워진 중간 부분을 둘러싼다. U자형 결합 부재는 레그(21,22,32,33)에 끼워 맞추어지고 이 레그의 두께는 덮개 층의 두께와 동일하다. 상기 결합 부재는 박막 형태로 구성되고 두 개의 레그를 연결하는 베이스(25,31)를 구비한다.

Description

단열 벽{HEAT-INSULATING WALL}

본 발명은 폭넓게 진공 밀폐되어 형성되며 상호 이격된 둘 이상의 보호층을 갖는 단열 벽에 관한 것으로서, 여기서 보호층은 단열 벽의 외형을 따라서 뻗어 있으며 실질적으로 U-형태의 단면으로 형성된 결합 부재와 상호 결합하며, 또한 이 결합 부재로써 제거 가능한 사이공간(evacuative interspace)을 둘러싸는 데, 이때 사이공간에는 제거 가능한 단열재가 충진된다.

진공 단열 기술에 기초한 단열 벽과 하우징이, 예를 들어 냉동기 및 결빙기와 같은 가정용품에 사용되는 경우에, 영구적으로 요구되는 확산밀도(diffusion density) 때문에, 이들 벽과 하우징을 위한 외부 보호층으로서는, 예를 들면 스테인레스강과 같은 금속 재료가 사용된다. 또한 양 외부 보호층을 결합하기 위해서 확산 밀도에 기초하여 금속성의 결합 부재가 사용되며, 이 부재는 외부 보호층과 확산 밀폐 형태로 용접된다. 이때, 결합 부재로서는 얇은 스트라이프와 유사한 박판으로 형성되며, 단면이 U-자 형태로 형성된 결합 부품을 사용할 수 있으며, 이 부품의 재료 두께는 단열 벽의 제조 과정중에 필요한 공정 신뢰도를 보장할 수 있도록 외부 보호층 두께 정도로 설정된다. 그렇지만, 이와 같은 두께를 갖는 결합 부품은 이 부품의 열전도성에 기초하여, 단열 벽의 열전도값이 상승하게 되는 결과를 갖는다. 이후, 단열 벽의 충진재료로서 유리 섬유판이 사용될 때 유리 섬유판은 그의 특성상 절연벽에 대해 가장 낮은 열전도값을 제시할 수 있기 때문에, 이와 같은 상승은 비교적 문제시되지 않는다. 그렇지만, 이와 동시에 유리 섬유판을 사용함으로써, 유리판의 비용에 근거한 단열 벽의 제조 비용은 비교적 높게 책정된다. 또한, 유리 섬유판을 사용함으로써 이 유리 섬유판의 비교적 높은 비중량에 근거하여, 충진된 단열 벽과 하우징은 이들의 제조와 냉동기의 완성시 뿐만 아니라 또한 적어도 최종 사용자에게도 최종 중량으로 인해 취급하기 곤란하게 되는 결과를 초래한다. 예를 들어, 유리 섬유판의 유해한 특성을 제거한 개방 셀 폴리우레탄 발포체나 폴리스티롤 발포체와 같은 보조재를 추가로 사용할 수 있지만, 오늘날 널리 사용되는 결합 부재와 함께 이러한 보조재의 사용에 의해 도달할 수 있는 최소 열전도값을 고려할 때, 이러한 결합 부재를 사용함으로써 야기되는 단열 벽의 열전도값이 상승하게 되어 냉동기를 설치할 때 거의 사용할 수 없을 정도가 되기 때문에, 단열 벽을 위한 충진 재료로서는 적합하지 않다.

도 1은 외부 자켓(outer jacket)과 내장 패널링(interior panelling)을 구비한 가정용 냉장고의 단열 하우징을 도시한 것으로서, 여기서 내장 패널링은 단열재로 충진된 사이공간의 형성하에서 횡단면이 U형상인 결합 부재와 결합되어 있는, 측면에서 바라본 횡단면도.

도 2는, 결합 부재의 제 1 실시예에 있어서, 결합 부재의 영역을 90^o 회전시킨 하우징을 절단하여 도시한 것으로서, 이 결합 부재는 자신의 박판형 베이스에 비하여 보강·제작된 레그와 베이스가 동일 재료로 결합되어 있는 횡단면도.

도 3은, 결합 부재의 제 2 실시예에 있어서, 결합 부재의 영역을 90^o 회전시킨 하우징을 절단하여 도시한 것으로서, 이 결합 부재의 종단면은 노치 결합과 스프링 결합으로 조립되어 있는, 입체형태로 도시한 종단면도.

도 4는, 결합 부재의 제 3 실시예에 있어서, 결합 부재의 영역을 90^o 회전시킨 하우징을 절단하여 도시한 것으로서, 이 결합 부재는 자신의 박판형 베이스에 비하여 보강·제작된 레그가 박판형 재료를 복수회 구부려서 형성되는 횡단면도.

도 5는 각각 상이하게 형성된 베이스를 구비한 결합 부재의 여러 가지 변형예를 도시한 도면.

본 발명은 본 기술분야의 단점을 해결할 수 있도록, 간편하면서 구조적인 조치를 통하여 개선한 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 결합 부재를 목적으로 한다.

상기 목적은 재료 두께가 적어도 거의 보호층의 재료 두께 정도인 레그를 U형태의 결합 부재에 설치하고, 양 레그와 결합하며 박판형으로 구성된 베이스를 구비함으로써 본 발명에 따라 해결된다.

본 발명에 따른 결합 부재는, 이 부재의 베이스에 비례하여 두꺼운 레그를 구비하며 최소 열전도시에 외부 박판 보호층에 대하여 결합 부재를 고정하기 위한 강력한 비절삭 구조를 통하여 제조기술상 문제없이 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 이 보호층과 결합 부재의 조립 능력을 완화시킬 수 있다. 이뿐만 아니라, 보호층의 재료 두께 범위내에 존재하는 레그의 재료 두께를 고려할 때 높은 공정 신뢰도를 갖는 빔용접 방법이 가능하며, 또한, 예를 들어 레이저빔-용접 방법을 이용하여 높은 공정 속도(예를 들어, 약 10m/min 이상)에 도달할 수도 있으며, 이로써 단열 벽이나 단열 하우징을 위한 제조 비용은 확실하게 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 결합 부재는, 절연벽의 열전도값 λ를 냉동기용으로 완전하게 사용할 수 없을 정도로 감소시키지 않고도, 보조재로서 개방 셀 폴리우레탄 발포체나 개방 셀 폴리스티롤 발포체와 같은 비용절감형 단열재를 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 대상물이 바람직한 실시예에 따라서 제공될 때, 결합 부재와 보호층들을 스테인레스강이나 내부식성 강철로 형성하여 한편으로는 결합 부재를 그리고 다른 한편으로는 단열 벽의 보호층을, 한편으로는 특히 확실한 확산이 가능하게 그리고 다른 한편으로는 특히 안정되게 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 대상물이 다른 바람직한 실시예에 따라서 제공될 때, 결합 부재의 레그와 베이스는 독립된 개별 부품으로서 형성되며, 이 부품들은 용접 기술을 통하여 결합 부재와 조립되도록 제공된다.

이와 같은 해결책은, 단열 벽을 사용하는 경우에, 상이한 재료 두께를 갖는 박판형 베이스와, 상이한 두께를 갖는 결합 부재의 레그가 조합될 수 있는 가능성을 제공한다. 또한, 개별 부품으로서 특히 저렴하게 제조될 수 있으며 열전도성이 감소된 상이한 부재의 베이스 부품을 사용할 수도 있다. 또한, 레그와 이 레그에 비교하여 얇은 박판형의 베이스 사이에서 용접 기술에 의한 개별 부품의 결합을 통하여 동일 물질(self substance)이 얻어지며, 이 물질은 결합 부재에 소정의 강성을 부여하고, 이에 근거하여 결합 부재를 문제없이 대량생산할 수 있다.

본 발명에 따른 대상물이 가장 바람직한 실시예에 따라서 제공될 때, 결합 부재의 제조시, 특히 높은 공정 속도가 가능하며, 레그와 베이스 사이에서 용접 기술을 통한 결합은 빔용접 방법에 의해 실시된다.

상기 용접 방법을 사용함으로써, 결합 대상물을 용해시키기 위하여 필요한 에너지량을 정확하게 제공할 수 있으며, 그 결과 결합 영역에서뿐만 아니라 이 영역의 가장 근접한 주위에서도 용해가 가능하며, 이로 인한 손상은, 특히 박판형 베이스상에서, 예를 들어 과열을 통하여 방지된다.

본 발명에 따른 대상물이 가장 바람직한 실시예에 따라서 제공될 때, U형상 결합 부재의 베이스와 레그는 전체 결합 길이에 걸쳐서 용접을 통하여, 특히 안정적으로 용접되며, 베이스와 레그 사이의 용접 결합은 실질적으로 레그의 종축에 대해 수직하게 배치된다.

본 발명에 따른 대상물의 다른 바람직한 실시예에 따라서 제공될 때, U형상 결합 부재의 레그와 베이스가, 특히 서로 영구적으로 그리고 강하게 결합되도록, U형상 결합 부재의 베이스가 이 부재의 레그와 적어도 거의 겹쳐진다.

결합 부재를 제조하기 위한 다른 실시예에 따라서, 결합 부재는 비절삭 구조를 통하여 박판형 재료 두께를 갖는 직사각형 스테인레스 강판 백금이나 내부식성 강철 백금으로 형성되고, 이 결합 부재의 레그를 형성하기 위하여 넓은 폭의 백금 측면을 복수회 구부려서 복수층으로 겹쳐 배치된다.

상기 해결책은 작업 공정에서 결합 부재를 최상으로 제공할 수 있으며, 그 결과 추가의 제조 단계, 예를 들어 베이스와 레그의 조립 혹은 이들의 결합과 같은 단계를 생략할 수 있다.

본 발명에 따른 대상물이 바람직한 실시예에 따라서 제공될 때, 결합 부재는 복수의 종방향 조각으로 조립되며, 이 조각들은 노치 결합(notch connection)과 스프링 결합(spring connection)을 통하여 레그상에서 상호 결합된다.

결합 부재를 상응하는 종방향 조각들로 분할함으로써, 기하학적으로 복잡한 가장자리 부재를, 예를 들어 냉동기용으로서 확실히 간단하게 제조할 수 있으며, 이때 이 조각들 사이에서 노치 결합과 스프링 결합을 통하여 각각의 조각들을 항상 정확한 위치에 확실하게 조립할 수 있다. 또한, 각각의 종방향 조각들 사이의 노치 결합과 스프링 결합을 통하여, 또한 각 조각들의 결합 위치에 걸쳐서 추가의 조치를 취하지 않고도 결합 부재와 외부 보호층간의 용접을 보장하며, 그 결과 작업 과정중에 결합 위치상의 진공 밀도도 간편한 방식으로 보장된다.

본 발명에 따른 대상물이 가장 바람직한 실시예에 따라서 제공될 때, 결합 부재의 베이스는 이 부재의 유효 폭만큼 확장된 구조로 설치될 수 있도록 제공된다.

이와 같은 조치를 통하여, 베이스의 열전도성을 확실하게 감소시킬 수 있으며, 이로 인한 열전도값 λ의 상승은 적어도 실질적으로 감소한다.

본 발명에 따른 대상물이 가장 바람직한 실시예에 따라서 제공될 때, 냉동기용 단열 하우징과 냉동면을 폐쇄하기 위하여 사용된 도어를 특히 합목적적으로 제작할 수 있으며, 그 결과 청구항 제 1 항 내지 제 9 항에 따른 하우징과 도어가 형성된다.

열공학적으로 뿐만 아니라 제조비용상 단열 벽의 특히 유리한 구조를 통하여, 이들은, 특히 냉동기용 단열 하우징과 냉동기 도어의 대량 생산용으로 적합하다. 마찬가지로, 하우징과 도어는 특히 간단히 환경보호적으로 처리된다.

본 발명에 따른 대상물이 바람직한 실시예에 따라서 제공될 때, 바람직하게는 냉동기 제조와 매우 똑같이, 가정용 화로의 화로 머플(muffle)을 제작하기 위해서 단열 벽 구조가 사용될 수 있으며, 그 결과 화로 머플의 단열 하우징은 청구항 제 1 항 내지 제 9 항에 따라 형성된다.

이하에서, 본 발명을 첨부한 도면에 간략하게 도시한 두 가지 실시예에 따라서 설명한다.

도 1은 가정용 냉장고나 냉동기에 적합한 단열 하우징(10)에 사용하기 위한 장치를 도시한 것으로서, 내부에 실용 공간(11)이 제공되어 있으며, 이 실용 공간은 내장 패널링으로서 사용되는 보호층(12)으로 피복된다. 또한, 상기 보호층(12)과 이격되는 또 다른 보호층(13)이 제공되며, 이 보호층은 외장 패널링으로서 사용되며 내장 패널링처럼 스테인레스 강판이나 내부식성 강철판으로 형성된다. 보호층(12)과 보호층(13) 사이의 거리를 통하여 사이공간이 형성되며, 이 사이공간에는, 예를 들어 평평한 형태로 존재하는 개방 셀 폴리우레탄 발포체나 개방 셀 폴리스티롤 발포체와 같은 진공 단열 보조재(14)가 충진된다. 이 재료는 실용 공간을 단열하도록 덮고 있으며 하우징(10)상에 부착된 도어(15)를 절연 및 지지하는 역할도 하고 있으며, 이때 도어는 상호 이격된 두 개의 보호층(16, 17)으로 형성되어 이들 사이에 지지재(14)가 삽입된다. 도어(15)의 보호층(16, 17)뿐만 아니라 하우징(10)의 보호층은 횡단면이 U형태로 형성된 결합 부재(20, 30)과 진공 밀폐되어 상호 결합된다. 또한, 도 2에서는 하우징(10)의 일례로서 도시한 결합 부재(20)을, 그리고 도 4에서는 하우징(10)의 일례로서 도시한 결합 부재(30)를 상세하게 설명한다.

특히 도 2에 도시한 바와 같이, 결합 부재(20)는 독립된 개별 부품으로 조립되어 있으며, 여기서 U-자 형태의 횡단면을 갖는 레그(21)로서 역할하는 부분은 상호 마주한 보호층(12, 13)의 안쪽에 배치되며, 이 보호층의 재료 두께 s1은 실질적으로 레그(21)의 재료 두께 s2와 일치한다.

레그(21, 22)들은 조립가능한 종단면 L1 및 L2(이를 위하여 도 3 참조) 때문에 보호층에 대하여 더 간단히, 그리고 더 양호하게 결합 및 분할된다. 종단면 L1에는 이 종단면의 정면에서 스프링(23)이 설치되며, 스프링은 노치 결합과 스프링 결합을 형성하도록 종단면 L2의 정면에 설치된 노치(24)에 삽입될 수 있다. 레그(21, 22)들은 U-자 형태의 베이스(25)로서 역할하는 교통 부품을 통하여서만 서로 결합되며, 교통 부품의 길이는 레그(21, 22)의 일부분 L1 및 L2의 길이 이상으로 설정되며, 교통 부품의 재료 두께 s3은 레그(21, 22)의 재료 두께 s2와 비교하여 확실히 얇다. 베이스(25)의 위쪽에서 확실하게 방지되는 열전달과 강철 용접 방법에 근거하여, 보호층의 안쪽을 따라 레그(21, 22)를 공정상 안전하게 고정하기 위하여, 매우 유용한 결과로써, 레그(21, 22)의 재료 두께 s2는 0.4mm가 얻어지며 베이스(25)의 재료 두께 s3은 0.1mm가 얻어진다. 예를 들어 레이저빔 용접이나 전자빔 용접과 같은 강철 용접 방법을 통하여서도, 베이스(25)는 레그(21, 22)와 결합되며, 이때 상기 용접 방법을 통하여 발생된 물질은 결합 대상물과의 사이에서 충분한 결합력을 얻을 수 있도록 결합 대상물과의 사이에서 충분한 접촉면을 유지한다.

결합 부재(20)은 보호층(12, 13)들 사이에서 접합상태로 형성되며, 이때, 결합 부재의 베이스(25)는 보호재(14)를 향한다. 이러한 방식을 통해서, 박판 형태로 형성된 베이스(25)는 보호재(14)로 충진된 사이공간이 진공될 때, 이 보호재위에서 지지될 수 있으며, 동시에 하우징(10)의 단부 모서리에 의해 원치 않는 파손이 발생하는 경우로부터 보호를 위해 후퇴되어 장착된다. 결합 부재(20)은 레그(21, 22)를 따라서 뻗어 있는 용접 이음부 S를 통하여 보호층(12, 13)에 진공 밀폐식으로 고정되며, 이 용접 이음부는 진공 상태의 절연 특성에 의해 발생되는 공기 누설을 방지하기 위해서 결합 부재(20)의 베이스(25)에 가능한 가깝게 제공된다(도 3 참조).

도 4에서는 횡단면이 U-자 형태로 형성된 결합 부재(30)의 다른 실시예를 도시하며, 상기 형상의 베이스(31)를 통하여 상호 결합된 레그(32, 33)는 스테인레스강으로 형성되며, 베이스(31)의 재료 두께 s3과 일치한다. 베이스(31)와 일체로 결합된 레그(32, 33)는 박판형 재료의 측면 모서리를 여러 번 틈새없이 겹침으로써, 예를 들어 여러 번 굽힘으로써 얻어지며, 그 결과 레그(32, 33)는 실질적으로 보호층(12, 13)의 재료 두께 s1에 상응하는 재료 두께 s3을 갖는다. 결합 부재(30)은, 제조상의 편의를 위하여 결합 부재(20)처럼 복수의 조각들로 분할될 수 있으며, 결합 부재(20)의 조각 L1 및 L2와 유사하게 서로의 아래쪽에서 상호 결합되며 용접을 통하여 진공 밀폐식으로 보호층(12, 13)상에 고정된다.

특히, 도 5에서는 베이스(25, 31)의 여러 가지 형태를 도시하며, 이때 매끄러운 평면의 다른 사용예와 비교된 횡단면 형태는 베이스(25, 31)의 유효 길이를 확장함으로써 이 베이스의 열전도를 추가로 감소한다.

하우징(10)의 일례로서 기술한 결합 부재는 보호층(16, 17)을 도어(15)에 결합하기 위하여서도 사용되며, 이때 보호층은 결합 부재를 설치할 수 있도록 상응하게 제조된다.

상술한 실시예와는 달리, 또한 결합 부재(20, 30)은 보호층(12, 13, 16, 17)의 자유 단부에서 접혀지도록 할 수도 있다.

또한, 가정용 냉장고나 냉동기의 일례로서 기술한 단열 벽, 예를 들어 하우징(10) 형태의 구조는 가정용 화로(household hearth)에 설치된 단열 머플에서 사용될 수도 있으며, 이때 냉동 목적으로 설치된 단열 벽과의 차이점으로서는 보호층(12, 13) 사이의 보호재(14)가 온도 조건에 따라서 단열 머플에 적합하게 조절된다는 것이다.

Claims (11)

1. 폭 넓게 진공 밀폐되어 상호 이격되고, 단열 벽의 외형을 따라서 뻗어 있으며 횡단면이 U자 형태로 형성된 결합 부재와 상호 결합되는 둘이상의 보호층을 가지고, 보호층과 결합 부재가 비워질 수 있고 제거 가능한 단열재가 충진되는 사이공간을 둘러싸는 단열 벽에 있어서,

   상기 U자 형태의 결합 부재(20, 30)에는 레그(21, 22, 32, 33)가 설치되며, 이 레그의 재료 두께 s2는 보호층(12, 13, 16, 17)의 재료 두께 s1의 크기와 같고, 양 레그(21, 22, 32, 33)와 결합되며 박판형으로 형성된 베이스(25, 31)를 갖는 것을 특징으로 하는 단열 벽.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 결합 부재(20, 31)과 보호층(12, 13, 16, 17)은 스테인레스강이나 내부식성 강철로 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 벽.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 결합 부재(20)의 레그(21, 22)와 베이스(25)는 독립된 개별 부품으로 형성되며, 이 개별 부품은 결합 부재(20)에 용접 기술을 통하여 조립되는 것을 특징으로 하는 단열 벽.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 레그(21, 22)와 베이스(25) 사이의 용접 기술을 통한 결합은 빔용접 방법을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열 벽.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 베이스(25)와 레그(21, 22) 사이의 용접 결합은 실질적으로 레그(21, 22)의 종축에 대해 수직하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열 벽.
6. 제 3 항에 있어서, U형태의 결합 부재(20, 30)의 베이스(25, 31)는 상기 결합 부재의 레그(21, 22, 32, 33)를 부분적으로 덮는 것을 특징으로 하는 단열 벽.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 결합 부재(39)는 박판형의 재료 두께 s3로 장착된 직사각형의 스테인레스강이나 내부식성 강철판의 비절삭 제작을 통하여 형성되며, 결합 부재(30)의 레그(32, 33)를 형성하기 위해, 넓은 폭의 백금 측면을 복수회 구부려서 복수층으로 겹쳐 배치하는 것을 특징으로 하는 단열 벽.
8. 제 7 항에 있어서, 결합 부재(20, 30)는 복수의 종방향 조각(L1, L2)들로 구성되며, 노치 결합과 스프링 결합을 통하여 서로 아래쪽에서 레그(21, 22, 32, 33)상에 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 단열 벽.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 결합 부재(20, 30)의 베이스(25, 31)는 자신의 유효 길이가 확장된 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 단열 벽.
10. 폭 넓게 진공 밀폐되어 상호 이격되고, 단열 하우징의 외형을 따라서 뻗어 있으며 횡단면이 U자 형태로 형성된 결합 부재와 상호 결합되는 둘이상의 보호층을 가지고, 보호층과 결합 부재가 비워질 수 있고 제거 가능한 단열재가 충진되는 사이공간을 둘러싸고, 상기 U자 형태의 결합 부재(20, 30)에는 레그(21, 22, 32, 33)가 설치되며, 이 레그의 재료 두께 s2는 보호층(12, 13, 16, 17)의 재료 두께 s1의 크기와 같고, 양 레그(21, 22, 32, 33)와 결합되며 박판형으로 형성된 베이스(25, 31)를 갖는 것을 특징으로 하는 냉동기용 단열 하우징에 있어서,

    상기 단열 하우징(10)이 하나이상의 도어(15)에 의해 폐쇄된 냉동 칸막이를 갖는 것을 특징으로 하는 냉동기용 단열 하우징.
11. 폭 넓게 진공 밀폐되어 상호 이격되고, 단열 하우징의 외형을 따라서 뻗어 있으며 횡단면이 U자 형태로 형성된 결합 부재와 상호 결합되는 둘이상의 보호층을 가지고, 보호층과 결합 부재가 비워질 수 있고 제거 가능한 단열재가 충진되는 사이공간을 둘러싸고, 상기 U자 형태의 결합 부재(20, 30)에는 레그(21, 22, 32, 33)가 설치되며, 이 레그의 재료 두께 s2는 보호층(12, 13, 16, 17)의 재료 두께 s1의 크기와 같고, 양 레그(21, 22, 32, 33)와 결합되며 박판형으로 형성된 베이스(25, 31)를 갖는 것을 특징으로 하는 단열 하우징에 있어서,

    상기 단열 하우징이 가정용 화로의 단열 머플용 단열 하우징인 것을 특징으로 하는 단열하우징.