KR100736354B1 - Structure of heat-pipe possible rapidly quench and rapidly heat, and the crucible structure using the same - Google Patents

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KR100736354B1 KR1020050116264A KR20050116264A KR100736354B1 KR 100736354 B1 KR100736354 B1 KR 100736354B1 KR 1020050116264 A KR1020050116264 A KR 1020050116264A KR 20050116264 A KR20050116264 A KR 20050116264A KR 100736354 B1 KR100736354 B1 KR 100736354B1
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Abstract

본 발명은 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조 및 이를 이용한 탱크구조에 관한 것이다. 본 발명의 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조는, 그 내측 공간에 저장 매체를 저장할 수 있는 저장매체부; 상기 저장매체부를 감싸는 측벽 내부에, 그 내부는 진공 상태의 중공부를 가지도록 밀폐되고, 상기 중공부 내에 작동유체가 충진된 히트파이프; 상기 히트파이프 일측에 설치되어 히트파이프를 급가열 시키기 위한 열원; 및 상기 히트파이프 타측에 설치되어 히트파이프를 급냉 시키기 위한 냉각부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 급냉과 급가열을 선택적으로 사용할 수 있음으로 다양한 분야에 적용가능하다.The present invention relates to a heat pipe structure capable of quenching and rapid heating and a tank structure using the same. A quenching and quenching heat pipe structure of the present invention includes a storage medium portion capable of storing a storage medium in an inner space thereof; A heat pipe inside the side wall surrounding the storage medium part, the inside of which is sealed to have a hollow part in a vacuum state, and a working fluid filled in the hollow part; A heat source installed at one side of the heat pipe to rapidly heat the heat pipe; And a cooling unit installed at the other side of the heat pipe to quench the heat pipe. According to the present invention, it is possible to selectively use quenching and rapid heating, and thus it is applicable to various fields.

히트파이프, 급냉, 급가열, 작동유체, 진공 Heat pipe, quenching, quenching, working fluid, vacuum

Description

급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조 및 이를 이용한 탱크구조{Structure of heat-pipe possible rapidly quench and rapidly heat, and the crucible structure using the same}Structure of heat-pipe possible rapidly quench and rapidly heat, and the crucible structure using the same}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to

도 1은 종래의 히트파이프의 동작 구조를 나타내는 개략도.1 is a schematic view showing an operation structure of a conventional heat pipe.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view schematically showing a heat pipe structure capable of quenching and quenching according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조를 개략적으로 나타내는 사시도.Figure 3 is a perspective view schematically showing a heat pipe tank structure capable of quenching and rapid heating of the present invention.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 단면도.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV 'of FIG. 3.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20, 30 : 히트파이프 21, 31 : 저장매체부20, 30: heat pipe 21, 31: storage medium

22, 35 : 열원 23, 36 : 냉각부22, 35: heat source 23, 36: cooling unit

32 : 개폐부 33 : 진공펌프32: opening and closing part 33: vacuum pump

34 : 온도감지센서34: temperature sensor

200 : 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조200: Heat pipe structure capable of rapid cooling and rapid heating

300 : 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조300: Heat pipe tank structure capable of rapid cooling and rapid heating

본 발명은 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조 및 이를 이용한 탱크구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열원 및 냉각부를 각각 구비함으로써 필요에 따라 온도를 용이하게 변화시킬 수 있는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조 및 이를 이용한 탱크구조에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pipe structure capable of quenching and quenching heat and a tank structure using the same, and more particularly, a heat source and a cooling part capable of quenching and quenching heat, which can be easily changed in temperature by necessity. It relates to a pipe structure and a tank structure using the same.

일반적으로, 히트파이프(Heatpipe)는 초전도체로써 구리의 열전도율의 수 백배 정도의 열전도율을 가진다. 히트파이프는 속이 빈 금속파이프 내부에 소량의 작동유체(메틸 알콜, 아세톤, 물 등)를 주입하고 진공 상태로 압력을 낮추어 봉합한 것으로, 작동유체의 기화와 액화에 의한 잠열에 의하여 열을 전달하므로 많은 양의 열을 빠르게 전달할 수 있다.In general, a heatpipe is a superconductor and has a thermal conductivity of several hundred times that of copper. The heat pipe is filled with a small amount of working fluid (methyl alcohol, acetone, water, etc.) inside a hollow metal pipe and sealed by lowering the pressure in a vacuum state. It can transfer a large amount of heat quickly.

도 1은 종래의 히트파이프의 동작 구조를 나타내는 개략도이다. 도 1을 참조하면, 가열된 단부(1a)에서 작동유체가 증발하고, 증발된 작동 유체는 기체 상태로 히트파이프(1)의 중공부분(2)을 통해 화살표(A) 방향으로 가열되지 않은 다른쪽 단부(1b)로 이동하면서 증발 잠열을 히트파이프(1)의 외부 주위로 전달하여 응축되고, 응축된 유체는 모세관 현상에 의해 화살표(B) 방향으로 가열부위 즉, 단부(1a) 로 귀환되고, 다시 증발하는 식으로 계속적인 열전달이 이루어진다. 한편, 미설명 참조부호 3은 윅으로 모세관 현상이 용이하게 일어나도록 한다. 아울러 히트파이프(1)의 내벽에 미세한 홈(미도시)이 형성되어 증발·이동·응축·귀환이 용이하게 이루어지도록 형성된다.1 is a schematic view showing an operation structure of a conventional heat pipe. Referring to FIG. 1, the working fluid evaporates at the heated end 1a, and the evaporated working fluid is not heated in the direction of arrow A through the hollow portion 2 of the heat pipe 1 in a gaseous state. While moving to the end 1b, the latent heat of evaporation is transferred around the outside of the heat pipe 1 to condense, and the condensed fluid is returned to the heating site, that is, the end 1a in the direction of arrow B by capillary action. The heat transfer is continued by evaporating again. On the other hand, reference numeral 3 is a wick to facilitate the capillary phenomenon. In addition, fine grooves (not shown) are formed on the inner wall of the heat pipe 1 to facilitate evaporation, movement, condensation, and feedback.

이와 같은 구조의 히트파이프는 각종 전자장비의 냉각장치, 폐열 회수, 난방시설 및 빠른 열전달이 요구되는 다양한 분야에 이용되고 있다.Heat pipes having such a structure are used in various fields that require cooling devices, waste heat recovery, heating facilities, and rapid heat transfer of various electronic equipment.

그러나, 전술된 히트파이프는 급냉 또는 급가열의 단일적인 기능만을 필요로 하는 분야에 한정적으로 사용되고 있는 실정이다.However, the heat pipe described above is used in a limited field in the field requiring only a single function of quenching or quenching.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 종래의 급냉 또는 급가열의 단일적인 구조를 해결하고자함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 해결하기 위해 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조 및 이를 이용한 탱크구조를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the conventional single quenching or rapid heating of a single structure, in order to solve the technical problem to provide a heat pipe structure capable of quenching and rapid heating and a tank structure using the same. There is an object of the invention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조는, 그 내측 공간에 저장 매체를 저장할 수 있는 저장매체부; 상기 저장매체부를 감싸는 측벽 내부에, 그 내부는 진공 상태의 중공부를 가지도록 밀폐되고, 상기 중공부 내에 작동유체가 충진된 히트파이프; 상기 히트파이프 일측에 설치되어 히트파이프를 급가열 시키기 위한 열원; 및 상기 히트파이프 타측에 설치되어 히트파이프를 급냉 시키기 위한 냉각부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a heat pipe structure capable of quenching and quenching according to the present invention includes a storage medium unit capable of storing a storage medium in an inner space thereof; A heat pipe inside the side wall surrounding the storage medium part, the inside of which is sealed to have a hollow part in a vacuum state, and a working fluid filled in the hollow part; A heat source installed at one side of the heat pipe to rapidly heat the heat pipe; And a cooling unit installed at the other side of the heat pipe to quench the heat pipe.

이때, 상기 열원은 전기 히터, 난방 배관, 버너 및 플라즈마 토치 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 또한, 상기 냉각부는, 상기 히트파이프를 급냉 시키기 위한 유체를 주입할 수 있는 주입구; 및 주입된 유체가 배출되는 유출구;를 구비한다. 아울러, 상기 열원 및 냉각부는 히트파이프의 외벽 또는 외벽과 내벽 사이에 설치되는 것이 바람직하다.In this case, the heat source is preferably any one of an electric heater, a heating pipe, a burner and a plasma torch. In addition, the cooling unit, the injection hole for injecting a fluid for quenching the heat pipe; And an outlet through which the injected fluid is discharged. In addition, the heat source and the cooling unit is preferably installed between the outer wall or the outer wall and the inner wall of the heat pipe.

한편, 상기 히트파이프는 종방향으로 설치되어 열원은 하측에 설치되고, 냉각부는 상측에 설치되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 히트파이프의 온도를 제어할 수 있는 제어부를 더 구비한다.On the other hand, the heat pipe is installed in the longitudinal direction, the heat source is installed on the lower side, the cooling unit is preferably installed on the upper side. Preferably, the apparatus further includes a control unit for controlling the temperature of the heat pipe.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조는, 바닥, 천장 및 측벽으로 둘러싸여져 소정 저장매체를 수납할 수 있는 저장매체부가 형성된 용기 몸체; 상기 용기 몸체 측벽 내부에 구비되며, 그 내부의 중공부에 작동유체가 충진된 히트파이프; 급가열을 위해 상기 용기 몸체 내부에 구비된 히트파이프 일단에 연결된 열원; 및 급냉을 위해 상기 용기 몸체 내부에 구비된 히트파이프 타단에 연결된 냉각부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat pipe tank structure capable of quenching and quenching, the container body including a storage medium having a bottom, a ceiling, and sidewalls to receive a predetermined storage medium; A heat pipe provided inside the side wall of the container and filled with a working fluid in a hollow portion thereof; A heat source connected to one end of a heat pipe provided inside the container body for rapid heating; And a cooling unit connected to the other end of the heat pipe provided inside the container body for quenching.

이때, 상기 열원은 전기 히터, 난방 배관, 버너, 및 플라즈마 토치 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 또한, 상기 냉각부는, 상기 히트파이프를 급냉 시키기 위한 유체를 주입할 수 있는 주입구; 및 주입된 유체가 배출되는 유출구;를 구비한다. 아울러, 상기 용기 몸체 상단부에 개폐부가 형성된 것이 바람직하다.In this case, the heat source is preferably any one of an electric heater, a heating pipe, a burner, and a plasma torch. In addition, the cooling unit, the injection hole for injecting a fluid for quenching the heat pipe; And an outlet through which the injected fluid is discharged. In addition, the opening and closing portion is preferably formed in the upper end of the container body.

한편, 상기 히트파이프의 공간을 진공 상태로 형성시키기 위한 진공 펌프가 장착되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 수용부에 수납된 작동유체의 특성에 따라 선택적으로 온도를 제어할 수 있도록 설치된 제어부를 더 구비한다. 더욱 바람직하게, 상기 히트파이프의 온도를 측정·감지하기 위한 온도감지센서가 부착된다.On the other hand, it is preferable that a vacuum pump for mounting the space of the heat pipe in a vacuum state is mounted. Preferably, the control unit is further provided to control the temperature selectively in accordance with the characteristics of the working fluid accommodated in the receiving portion. More preferably, there is attached a temperature sensor for measuring and detecting the temperature of the heat pipe.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view showing a heat pipe structure capable of quenching and quenching according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조(200)는, 그 내측에 저장매체부가 형성되고, 저장매체부를 감싸며, 그 내부에 진공상태의 중공부가 형성된 히트파이프(20), 상기 히트파이프(20)의 일측에 설치된 열원(22), 및 상기 히트파이프(20)의 타측에 설치된 냉각부(23)를 구비한다.Referring to FIG. 2, a heat pipe structure 200 capable of quenching and quenching includes a heat pipe 20 having a storage medium portion formed therein, surrounding the storage medium portion, and having a hollow portion in a vacuum state therein. The heat source 22 is provided on one side of the heat pipe 20, and the cooling unit 23 provided on the other side of the heat pipe 20.

상기 히트파이프(20)는 그 내측에 저장 매체를 저장할 수 있는 저장매체부(21)가 형성되고, 저장매체부(21)를 감싸는 히트파이프(20)의 측벽 내부에 중공부가 형성되며, 그 중공부에 작동유체가 충진되어 밀폐된다.The heat pipe 20 has a storage medium portion 21 formed therein for storing a storage medium, and a hollow portion is formed inside a side wall of the heat pipe 20 surrounding the storage medium portion 21. The part is sealed with working fluid.

상기 히트파이프(20)는 종방향으로 위치되어 일측에 가열을 위한 열원(22)이 설치되고, 타측에 냉각을 위한 냉각부(23)가 설치된다. 히트파이프(20)가 종방향으로 위치되는 이유는 열싸이펀(Thermosyphon) 작용으로 작동유체의 증발·이동·응축·귀환의 구조를 신속하게 하기 위함이다. 결과적으로, 열원(22)에 의해 히트파이프(20)의 일측이 가열되면 유체가 증발되어 이동되며, 타측으로 이동된 유체는 응축되어 중력작용에 의해 가열부로 귀환된다. 이와 같은 구조는 모세관 현상에서 필요로 하는 윅을 사용하지 않음으로써 구조가 간단해지고 비용을 절감할 수 있는 구조이다. The heat pipe 20 is located in the longitudinal direction, the heat source 22 for heating is installed on one side, the cooling unit 23 for cooling is installed on the other side. The reason why the heat pipe 20 is located in the longitudinal direction is to accelerate the structure of evaporation, movement, condensation, and return of the working fluid by a thermosyphon action. As a result, when one side of the heat pipe 20 is heated by the heat source 22, the fluid is evaporated and moved, and the fluid moved to the other side is condensed and returned to the heating unit by gravity action. Such a structure is a structure that can be simplified and the cost can be reduced by not using the wick required in the capillary phenomenon.

한편, 히트파이프의 내부에 형성된 중공부 즉, 내경은 대략 2mm 내지 6mm까지 형성하는 것이 바람직하다. 상기와 같이, 히트파이프(20)의 내경을 형성하게 되면 모세관 현상을 유도하여 작동유체의 증발·이동·응축·귀환이 신속하게 이루어진다. 따라서, 종래의 히트파이프 내의 작동유체의 증발·이동·응축·귀환이 신속하게 하기 위해 히트파이프의 내부에 별도의 윅수단을 형성하지 않아도 되어 제조 단가를 절감할 수 있게 된다.On the other hand, the hollow portion formed inside the heat pipe, that is, the inner diameter is preferably formed to about 2mm to 6mm. As described above, when the inner diameter of the heat pipe 20 is formed, the capillary phenomenon is induced to rapidly evaporate, move, condense and return the working fluid. Therefore, in order to quickly evaporate, move, condense, and return the working fluid in the conventional heat pipe, it is not necessary to form a separate wick means inside the heat pipe, thereby reducing the manufacturing cost.

상기 열원(22)은 히트파이프(20)의 하측에 설치되고, 냉각부(23)는 상측에 설치되는 것이 바람직하다. 아래쪽이 온도가 높고 위쪽이 온도가 낮은 조건에서 대류현상에 의해 열전달 효율이 극대화되기 때문이다.The heat source 22 is preferably installed below the heat pipe 20, and the cooling unit 23 is preferably installed above. This is because the heat transfer efficiency is maximized by the convection under the condition that the lower temperature is high and the upper temperature is low.

상기 열원(22)은 히트파이프(20)의 하측에 설치된다. 이때, 열원(22)은 전기 히터, 난방 배관, 버너, 및 플라즈마 토치 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 여기서, 설명의 편의를 위해 열선을 이용한 전기 히터(22a)를 일예로서 설명한다. 전기 히터(22a)의 열선은 히트파이프(20)의 외측벽 또는 외측벽과 내측벽 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 이는 히트파이프(20)에 직접 열을 전달함으로써 열전달 효율이 최대화된다. 즉, 히트파이프(20)의 초전도체 특성상 급가열된다.The heat source 22 is installed below the heat pipe 20. At this time, the heat source 22 is preferably any one of an electric heater, a heating pipe, a burner, and a plasma torch. Here, the electric heater 22a using a heating wire will be described as an example for convenience of description. The heating wire of the electric heater 22a is preferably provided between the outer wall or the outer wall and the inner wall of the heat pipe 20. This maximizes heat transfer efficiency by transferring heat directly to the heat pipe 20. That is, it is rapidly heated due to the superconductor characteristics of the heat pipe 20.

상기 냉각부(23)는 히트파이프(20)의 상측에 설치된다. 냉각부(23)는 히트파이프(20)를 급냉 시키기 위한 유체를 주입할 수 있는 주입구(23a); 및 주입된 유체가 배출되는 유출구(23b);를 구비한다. 이때, 상기 유체는 일반적으로 냉매가 쓰이며, 히트파이프(20)에 충진되는 작동유체에 따라 교체될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 히트파이프(20)의 외측벽과 내측벽 사이에 유체 흐름 통로가 형성되어 주입구(23a)를 통해 유체가 주입된다. 이는 히트파이프(20)에 직접 연결함으로써 열전달 효율을 최대화하기 위함이다. 또한, 상기 주입구(23a)를 통해 주입되는 유체는 관을 통해 히트파이프(20)의 외벽을 권회하여 설치되는 것이 바람직하다. 주입된 유체는 히트파이프(20)를 냉각시킨 후 유출구(23b)로 배출된다.The cooling unit 23 is installed above the heat pipe 20. The cooling unit 23 includes an injection hole 23a through which a fluid for quenching the heat pipe 20 can be injected; And an outlet port 23b through which the injected fluid is discharged. At this time, the fluid is generally used a refrigerant, it can be replaced according to the working fluid filled in the heat pipe (20). As shown in FIG. 2, a fluid flow passage is formed between the outer wall and the inner wall of the heat pipe 20 so that the fluid is injected through the injection port 23a. This is to maximize the heat transfer efficiency by connecting directly to the heat pipe (20). In addition, the fluid injected through the injection port 23a is preferably installed by winding the outer wall of the heat pipe 20 through a pipe. The injected fluid is discharged to the outlet 23b after cooling the heat pipe 20.

한편, 히트파이프(20)의 온도를 제어하기 위한 제어부(미도시)가 더 구비된다. 상기 제어부는 작동유체의 끓는점과 동일한 온도로 유지되도록 온도를 제어한다. 이때, 제어부는 통상 알려진 공지기술로서 온도를 감지하는 센서에 송·수신모듈이 장착되어 신호를 인가받아 지정된 데이터에 의해 제어하는 시스템이다.On the other hand, a control unit (not shown) for controlling the temperature of the heat pipe 20 is further provided. The controller controls the temperature to maintain the same temperature as the boiling point of the working fluid. In this case, the control unit is a system known in the art, which is equipped with a transmitting / receiving module in a sensor that senses temperature, and receives a signal to control the specified data.

도 3은 본 발명의 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing a heat pipe tank structure capable of quenching and quenching heat according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV 'of FIG. 3.

도면을 참조하면, 급냉·급가열이 가능한 히트파이프가 용기 몸체의 측벽 내부에 수용된 저장용 탱크구조(300)는, 그 상단부에 개폐부(32)가 형성되며, 내부에 소정의 저장매체를 수용할 수 있도록 저장매체부(31)가 형성되어 있으며, 상기 탱크구조 몸체를 구성하는 측벽 내부에 히트파이프(30)가 수납되어 있다. 상기 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 하측에 설치된 열원(35), 및 상기 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 상측에 설치된 냉각부(36)를 구비한다. 상기 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 내부에는 소정의 작동유체가 수용되어 저장매체에 대한 급냉 또는 급가열시의 급속한 열이동의 통로로 이용된다.Referring to the drawings, the storage tank structure 300 in which the heat pipe capable of quenching and quenching is accommodated in the side wall of the container body has an opening and closing portion 32 formed at an upper end thereof to accommodate a predetermined storage medium therein. The storage medium 31 is formed to allow the heat pipe 30 to be accommodated in the side wall constituting the tank structure body. A heat source 35 installed on the lower side of the heat pipe 30 accommodated in the body sidewall of the tank structure 300, and a cooling unit 36 installed on the upper side of the heat pipe 30 accommodated in the body sidewall of the tank structure 300. ). A predetermined working fluid is accommodated in the heat pipe 30 accommodated in the side wall of the tank structure 300 and used as a passage for rapid heat movement during quenching or rapid heating of the storage medium.

상기 개폐부(32)는 탱크구조(300)의 저장매체부(31)에 대한 개폐수단으로 분리가능한 것으로 도시되어 있으나, 일정한 배출통로만 구비되며 몸체와 일체를 이루는 형태로도 제작될 수 있음은 자명하다. 도시된 바에 따르면, 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 상측 내벽에 형성된 나사산(32a)과 개폐부(32)의 돌출 외벽에 형성된 나사산(32b)이 결합된다. 상기 개폐에 대한 결합수단은 본 실시예에 의해 한정되지 않으며, 고정부재를 이용한 볼트결합 등 다양한 변형예가 적용될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 한편, 히트파이프(30)의 중공부에 충진되는 작동유체를 교환하기 위한 교체수단이 구비될 수 있다.The opening and closing part 32 is shown as separable as an opening and closing means for the storage medium portion 31 of the tank structure 300, but only a certain discharge passage is provided and can be manufactured in a form integral with the body. Do. As shown, the thread 32a formed on the upper inner wall of the heat pipe 30 accommodated inside the body sidewall of the tank structure 300 and the thread 32b formed on the protruding outer wall of the opening / closing portion 32 are combined. The coupling means for the opening and closing is not limited by this embodiment, it should be understood that various modifications such as bolt coupling using a fixing member can be applied. Meanwhile, replacement means for exchanging a working fluid filled in the hollow part of the heat pipe 30 may be provided.

여기서, 히트파이프(30)의 중공부에 진공을 형성하기 위해서는 진공펌프(33)가 장착될 수 있다. 즉, 불가피한 상황이나 선택적으로 필요로 하는 온도로 변환시 키시 위해 그에 따른 작동유체로 교체한 뒤 작동유체가 충진된 히트파이프의 중공부를 진공상태로 만들어준다. 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 진공펌프(33)는 저장매체부(31)와 연통되어 저장매체부(31)의 내부를 진공시킬 수 있다. 이는 저장매체부(31)에 저장된 매체가 변화되는 것을 방지하기 위함이다.Here, the vacuum pump 33 may be mounted to form a vacuum in the hollow portion of the heat pipe 30. In other words, in order to convert to the necessary temperature or inevitable situation, and to replace the working fluid accordingly to make the hollow portion of the heat pipe filled with the working fluid to a vacuum state. Although not shown in the drawings, the vacuum pump 33 may communicate with the storage medium portion 31 to vacuum the inside of the storage medium portion 31. This is to prevent the medium stored in the storage medium unit 31 from being changed.

한편, 저장매체부(31) 내에 저장된 매체의 상하 위치에 따른 온도 변화를 관찰하기 위해 탱크구조(300) 몸체 내에 온도감지센서(34)가 복수개 부착될 수 있다. 이는 급냉 또는 급가열시 저장매체부(31)에 저장된 매체가 위치에 따라 균일한 온도 분포를 갖는지를 모니터링하기 위한 목적으로 설치되며, 그 설치위치와 개수는 적절하게 선택될 수 있다. 덧붙여, 온도감지센서(34)는 열의 분포를 즉, 온도 변화를 최적화되도록 감지하기 위해 탱크구조(300) 몸체 내의 상단, 중단 및 하단의 세부분에 설치되는 것이 바람직하다.On the other hand, a plurality of temperature sensor 34 may be attached to the body of the tank structure 300 to observe the temperature change according to the up and down position of the medium stored in the storage medium 31. It is installed for the purpose of monitoring whether the medium stored in the storage medium unit 31 has a uniform temperature distribution depending on the position during quenching or rapid heating, and the installation position and the number thereof may be appropriately selected. In addition, the temperature sensor 34 is preferably installed at the upper, middle and lower parts of the tank structure 300 in order to sense the distribution of heat, that is, the temperature change to be optimized.

상기 열원(35)은 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 하측에 설치된다. 이때, 열원(35)은 전기 히터, 난방 배관, 버너 및 플라즈마 토치 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 여기서, 설명의 편의를 위해 열선을 이용한 전기 히터(35a)를 일예로서 설명한다. 전기 히터(35a)의 열선은 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 외벽 또는 외벽과 내벽 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 이는 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)에 직접 열을 전달함으로써 열전달 효율이 최대화된다. 즉, 상기 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 초전도체 특성상 급가열된다.The heat source 35 is installed below the heat pipe 30 accommodated inside the body sidewall of the tank structure 300. In this case, the heat source 35 is preferably any one of an electric heater, a heating pipe, a burner, and a plasma torch. Here, the electric heater 35a using a heating wire will be described as an example for convenience of description. The heating wire of the electric heater 35a is preferably installed between the outer wall or the outer wall and the inner wall of the heat pipe 30 accommodated inside the body side wall of the tank structure 300. The heat transfer efficiency is maximized by directly transferring heat to the heat pipe 30 accommodated inside the body sidewall of the tank structure 300. That is, it is rapidly heated due to the superconducting property of the heat pipe 30 accommodated inside the body sidewall of the tank structure 300.

상기 냉각부(36)는 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30) 의 상측에 설치된다. 냉각부(36)는 히트파이프(30)를 급냉 시키기 위한 유체를 주입할 수 있는 주입구(36a); 및 주입된 유체가 배출되는 유출구(36b);를 구비한다. 이때, 상기 냉매는 저장매체부(31)에 저장되는 저장매체 또는 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30) 내의 작동유체에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 외벽과 내벽 사이에 유체 유동 통로가 형성되어 주입구(36a)를 통해 냉매가 주입된다. 이는 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)에 직접 연결함으로써 열전달 효율을 최대화하기 위함이다. 또한, 상기 주입구(35a)를 통해 주입되는 냉매는 관을 통해 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 외벽을 권회하여 설치되는 것이 바람직하다. 상기 주입된 냉매는 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)를 냉각시킨 후 유출구(36b)로 배출된다.The cooling unit 36 is installed on the upper side of the heat pipe 30 accommodated inside the body side wall of the tank structure 300. The cooling unit 36 may include an injection hole 36a through which a fluid for quenching the heat pipe 30 may be injected; And an outlet port 36b through which the injected fluid is discharged. In this case, the refrigerant may be variously selected according to the working fluid in the storage medium stored in the storage medium part 31 or the heat pipe 30 accommodated inside the body sidewall of the tank structure 300. 3 and 4, a fluid flow passage is formed between the outer wall and the inner wall of the heat pipe 30 accommodated in the body sidewall of the tank structure 300 to inject the refrigerant through the inlet 36a. This is to maximize heat transfer efficiency by directly connecting to the heat pipe 30 accommodated inside the body side wall of the tank structure 300. In addition, the refrigerant injected through the injection hole (35a) is preferably installed by winding the outer wall of the heat pipe 30 accommodated inside the body side wall of the tank structure 300 through the pipe. The injected refrigerant cools the heat pipe 30 accommodated in the side wall of the body of the tank structure 300 and then is discharged to the outlet 36b.

비록 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)의 온도를 제어하기 위한 제어부(미도시)가 더 구비된다. 상기 제어부는 작동유체의 끓는점과 동일한 온도로 유지되도록 온도를 제어한다. 이때, 제어부는 통상 알려진 공지기술로서 온도를 감지하는 센서에 송·수신모듈이 장착되어 신호를 인가받아 지정된 데이터에 의해 제어하는 시스템이다.Although not shown in the drawings, a control unit (not shown) for controlling the temperature of the heat pipe 30 accommodated in the side wall of the tank structure 300 is further provided. The controller controls the temperature to maintain the same temperature as the boiling point of the working fluid. In this case, the control unit is a system known in the art, which is equipped with a transmitting / receiving module in a sensor that senses temperature, and receives a signal to control the specified data.

그러면, 상기와 같은 구조를 가진 본 발명의 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조의 동작을 설명하기로 한다.Next, the operation of the heat pipe tank structure capable of quenching and quenching of the present invention having the above structure will be described.

먼저, 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)에 감싸여진 저장매체부(31)에 저장매체를 주입하고, 개폐부(32)를 결합한다.First, the storage medium is injected into the storage medium part 31 wrapped in the heat pipe 30 accommodated inside the body sidewall of the tank structure 300, and the opening and closing part 32 is coupled.

다음으로, 진공펌프(33)를 작동시켜 중공부 내부를 진공상태로 변환시킨다. 중공부 내부가 진공상태가 되면 주입된 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)에 연결된 열원(35) 또는 냉각부(36)를 작동시킴으로써 저장매체부(31)에 저장된 매체를 급냉 또는 급가열시킨다. 상기 탱크구조(300) 몸체 측벽 내부에 수용된 히트파이프(30)는 열원 또는 냉각부로부터 전달 또는 방출되는 열에너지의 통로로서 작용하면서 저장매체부(31) 내의 저장매체에 급속하게 열을 주입하거나 저장매체부(30) 내의 매체로부터 급속하게 열을 추출함으로써 저장 매체에 대한 급가열 또는 급냉이 이루어질 수 있다.Next, the vacuum pump 33 is operated to convert the inside of the hollow into a vacuum state. When the inside of the hollow part is in a vacuum state, the medium stored in the storage medium part 31 is operated by operating the heat source 35 or the cooling part 36 connected to the heat pipe 30 accommodated in the body sidewall of the injected tank structure 300. Quench or heat rapidly. The heat pipe 30 accommodated in the side wall of the tank structure 300 acts as a passage for the heat energy transferred or released from the heat source or the cooling unit, and rapidly injects heat to the storage medium in the storage medium unit 31, or the storage medium. Rapid heating or quenching of the storage medium can be achieved by rapidly extracting heat from the medium in the unit 30.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조 및 탱크구조는 급냉 또는 급가열을 동시에 작동시킬 수 있으므로 다양한 분야에 적용 가능하다. 또한, 종방향의 구조로서 열싸이펀 작용으로 인한 제조비가 절감된다. 아울러, 히트파이프를 탱크형상으로 제작하여 저장매체에 대한 급가열 또는 급냉 동작을 용이하게 수행할 수 있다.As described above, the heat pipe structure and the tank structure capable of quenching and quenching according to the present invention can be applied to various fields because the quenching or quenching can be operated simultaneously. In addition, the manufacturing cost is reduced due to the heat siphon action as a longitudinal structure. In addition, the heat pipe may be manufactured in a tank shape to easily perform rapid heating or quenching operations on the storage medium.

Claims (13)

그 내측 공간에 저장 매체를 저장할 수 있는 저장매체부;A storage medium unit capable of storing a storage medium in an inner space thereof; 상기 저장매체부를 감싸는 측벽 내부에, 그 내부는 진공 상태의 중공부를 가지도록 밀폐되고, 상기 중공부 내에 작동유체가 충진된 히트파이프;A heat pipe inside the side wall surrounding the storage medium part, the inside of which is sealed to have a hollow part in a vacuum state, and a working fluid filled in the hollow part; 상기 히트파이프 일측에 설치되어 히트파이프를 급가열 시키기 위한 열원; 및A heat source installed at one side of the heat pipe to rapidly heat the heat pipe; And 상기 히트파이프 타측에 설치되어 히트파이프를 급냉 시키기 위한 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조.And a cooling unit installed on the other side of the heat pipe to quench the heat pipe. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열원은 전기 히터, 난방 배관, 버너 및 플라즈마 토치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조.The heat source is a heat pipe structure capable of quenching and quenching, characterized in that any one of an electric heater, a heating pipe, a burner and a plasma torch. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각부는,The cooling unit, 상기 히트파이프를 급냉 시키기 위한 유체를 주입할 수 있는 주입구; 및An inlet for injecting a fluid for quenching the heat pipe; And 주입된 유체가 배출되는 유출구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조.A heat pipe structure capable of quenching and quenching, comprising: an outlet through which the injected fluid is discharged. 제 1항 내지 3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 열원 및 냉각부는 히트파이프의 외벽 또는 외벽과 내벽 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조.The heat source and the cooling unit is a heat pipe structure capable of quenching and rapid heating, characterized in that installed between the outer wall or the outer wall and the inner wall of the heat pipe. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 히트파이프는 종방향으로 설치되어 열원은 하측에 설치되고, 냉각부는 상측에 설치되는 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조.The heat pipe is installed in the longitudinal direction, the heat source is installed on the lower side, the cooling unit is heat pipe structure capable of quenching, rapid heating, characterized in that installed on the upper side. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 히트파이프의 온도를 제어할 수 있는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 구조.A heat pipe structure capable of quenching and quenching, further comprising a control unit for controlling the temperature of the heat pipe. 바닥, 천장 및 측벽으로 둘러싸여져 소정 저장매체를 수납할 수 있는 저장매체부가 형성된 용기 몸체;A container body having a storage medium portion enclosed by a floor, a ceiling, and sidewalls to accommodate a predetermined storage medium; 상기 용기 몸체 측벽 내부에 구비되며, 그 내부의 중공부에 작동유체가 충진된 히트파이프;A heat pipe provided inside the side wall of the container and filled with a working fluid in a hollow portion thereof; 급가열을 위해 상기 용기 몸체 내부에 구비된 히트파이프 일단에 연결된 열원; 및A heat source connected to one end of a heat pipe provided inside the container body for rapid heating; And 급냉을 위해 상기 용기 몸체 내부에 구비된 히트파이프 타단에 연결된 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조.A quenching and quenching heat pipe tank structure comprising a; cooling portion connected to the other end of the heat pipe provided in the container body for quenching. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 열원은 전기 히터, 난방 배관, 버너 및 플라즈마 토치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조.The heat source is a heat pipe tank structure capable of quenching and quenching, characterized in that any one of an electric heater, a heating pipe, a burner and a plasma torch. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 냉각부는,The cooling unit, 상기 히트파이프를 급냉 시키기 위해 냉매를 주입할 수 있는 주입구; 및An inlet for injecting a refrigerant to quench the heat pipe; And 주입된 냉매가 배출되는 유출구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조.An outlet for discharging the injected refrigerant; heat pipe tank structure capable of quenching and rapid heating. 제 7항 내지 9항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 9, 상기 용기 몸체 상단부에는 히트파이프의 상측 내벽에 형성된 나사산과 개폐부의 돌출외벽에 형성된 나사산이 나사결합되는 개폐부가 형성된 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조.The container body upper end portion is a heat pipe tank structure capable of quenching and rapid heating, characterized in that the opening and closing portion is screwed to the screw thread formed on the upper inner wall of the heat pipe and the screw thread formed on the protruding outer wall of the opening and closing part. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 히트파이프의 공간을 진공 상태로 형성시키기 위한 진공 펌프가 장착된 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조.A quenching and quenching heat pipe tank structure, characterized in that a vacuum pump is installed to form the space of the heat pipe in a vacuum state. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 소정 공간에 수납된 작동유체의 특성에 따라 선택적으로 온도를 제어할 수 있도록 설치된 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조.And a control unit installed to selectively control the temperature according to the characteristics of the working fluid stored in the predetermined space. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 히트파이프의 온도를 측정·감지하기 위한 온도감지센서가 부착된 것을 특징으로 하는 급냉·급가열이 가능한 히트파이프 탱크구조.A heat pipe tank structure capable of quenching and quenching, characterized in that a temperature sensor is attached for measuring and detecting the temperature of the heat pipe.
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