KR100785229B1 - 원형 내지 타원형의 내부 유로를 갖는 난방패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방유체가 흐르는 내부 유로를 갖도록 마주하여 일체로 성형된 상, 하부 플레이트와, 어느 하나의 플레이트로부터 다른 하나의 플레이트를 향하여 상하 대칭적으로 연장되어 상, 하부 플레이트를 연결하는 다수의 접합부재와, 상기 다수의 접합부재에 의해 플레이트 내부에 형성된 자체의 내부 유로를 구비한 난방패널에 있어서, 상기 접합부재의 마주하는 양측면이 중앙을 향해 좁아지도록 경사지게 연장되면서 상, 하부 플레이트로부터 연장되기 시작하는 부분이 원형 내지 타원형 곡선으로 이루어지며, 바람직하게는 상기 접합부재의 상, 하부 플레이트가 연결된 저면부에서 중심부위를 제외한 가장자리가 상기 상, 하부 플레이트를 향하여 더욱 연장되어 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 원형 내지 타원형의 내부 유로를 갖는 난방패널에 관한 것이다.

본 발명에 따른 난방패널은 원형 내지 타원형의 내부 유로를 가지므로 종래 육각형의 내부 유로를 갖는 난방패널의 문제점인 내압성의 한계를 극복하여 향상된 내압성을 제공한다.

난방패널, 접합부재, 내부 유로, 원형, 타원형

Description

원형 내지 타원형의 내부 유로를 갖는 난방패널{Heating panel having round to elliptic inner fluid pathway}

도 1은 종래 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널의 사시도,

도 2는 종래 플레이트식 난방패널의 내부 유로 형상을 도시한 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 원형에 가까운 내부 유로를 갖는 난방패널의 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 난방패널의 원형에 가까운 내부 유로 형상을 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 난방패널에서 돌출형 패널연결부의 단면도,

도 6은 종래 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널의 평면도 사진,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 난방패널의 평면도 사진이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2, 2': 난방패널

4, 4': 상부 플레이트 4a, 4a': 상부 접합부재

6, 6': 하부 플레이트 6a, 6a': 하부 접합부재

8, 8': 유체연결부 10: 패널연결부

12, 12': 내부 유로

본 발명은 자체의 내부 유로를 갖는 난방패널의 내압성 개선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플레이트식 난방패널의 내부에 형성된 내부 유로가 원형 내지 타원형인 난방패널에 관한 것이다.

일반적으로 단독주택, 빌라, 아파트와 같은 가정용 건축물에 적용되는 난방시스템은 습식공법으로서, 콘크리트 바닥에 파이프를 매설하고 이 파이프에 온수와 같은 난방유체를 공급하는 구조가 대부분이다. 그러나 상기 습식 난방시스템은 콘크리트의 양생에 많은 시간이 소요되어 공기가 길어지고 추후에 유지 및 보수가 용이하지 못한 단점이 있다.

상기 습식 난방시스템의 문제점을 해결하고자, 콘크리트, 합성수지, 황토와 같은 재질의 패널에 온수파이프를 내장하거나 온수파이프를 삽입하기 위한 요홈 또는 고정부재를 구비한 건식 난방패널이 개발되었다. 상기 건식 난방패널은 조립식 난방시스템으로서, 미리 제작된 건식 패널을 현장에서 간단하게 조립하여 시공하므로 공기가 단축되고 유지 및 보수가 개선된 장점이 있다. 그러나 온수파이프가 설치된 부위에 복사열이 집중하는 온도편차가 발생하여 난방효율 면에서 비효율적이며, 금속 또는 합성수지 소재의 배관 자체가 고가이고 배관에 의한 열손실이 발생 하며, 또한 배관 표면에 결로현상이 발생하여 패널이 습윤화되는 문제가 있었다.

상기 온수파이프형 건식 난방패널의 문제점을 해결하고자, 미국특허 제5,080,166호 및 대한민국 공개특허 제2002-95733호에서 개시된 바와 같이, 난방유체가 흐를 수 있는 자체의 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널이 개발되었다. 이러한 내부 유로형 난방패널은 파이프형 난방패널과 비교하여 난방유체가 국부적이 아닌 패널 전체에 분포하여 흐르므로 난방효율이 매우 높고 그에 따라 연료비를 절감할 수 있으며, 파이프가 필요없으므로 복잡한 배관작업이 필요없고 배관 비용이 절감되고 배관에 의한 열손실 및 결로현상이 없으며, 또한 패널의 경량화를 이룰 수 있고 시공과 보수가 매우 용이한 장점이 있다.

그러나 종래의 플레이트식 내부 유로형 난방패널은 도 2에서 도시된 바와 같이, 내부 유로의 형상이 육각형이라서 각진 모서리 부위가 취약하다는 단점이 있다. 더욱이 개별난방의 경우에는 난방유체의 최대수압이 3.5 ㎏f/㎠를 넘지 않지만, 중앙난방과 지역난방의 경우에는 난방유체의 최대수압이 6 내지 7 ㎏f/㎠ 정도에 이르며 지역 및 층고에 따라 국부적으로는 이 보다 더 높을 수도 있다. 따라서 중앙난방과 지역난방에 내부 유로형 난방패널을 설치하고자 하려면 상기 수압조건에서 변형이나 누수가 없도록 난방패널의 내압성능을 고려하여야 한다.

따라서 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널에 있어서 내부 유로를 원형 내지 타원형화하여 내압성을 향상시킨 난방패널을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 난방유체가 흐르는 내부 유로를 갖도록 마주하여 일체로 성형된 상, 하부 플레이트와, 어느 하나의 플레이트로부터 다른 하나의 플레이트를 향하여 상하 대칭적으로 연장되어 상, 하부 플레이트를 연결하는 다수의 접합부재와, 상기 다수의 접합부재에 의해 플레이트 내부에 형성된 자체의 내부 유로를 구비한 난방패널에 있어서, 상기 접합부재의 마주하는 양측면이 중앙을 향해 좁아지도록 경사지게 연장되면서 상, 하부 플레이트로부터 연장되기 시작하는 부분이 원형 내지 타원형 곡선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원형 내지 타원형의 내부 유로를 갖는 난방패널을 제공한다.

본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 접합부재의 상, 하부 플레이트가 연결된 저면부에서 중심부위를 제외한 가장자리가 상기 상, 하부 플레이트를 향하여 더욱 연장되어 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 원형 내지 타원형의 내부 유로를 갖는 난방패널을 제공한다.

또한, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 난방패널 가장자리 부위에 있는 내부 유로의 원형 내지 타원형화를 위하여, 패널간 연결을 위하여 상기 상, 하부 플레이트의 각 가장자리에 돌출형으로 형성된 패널연결부의 내부 유로와 인접한 부분에 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 원형 내지 타원형의 내부 유로를 갖는 난방패널을 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널의 사시도로서, 상기 난방패널(2')은 난방유체가 흐르는 내부 유로(12')를 갖도록 마주하는 상, 하부 플레이트(4', 6')가 일체로 성형된 패널로서, 제작과 성형이 용이하도록 열가소성 플라스틱 소재로 제작되며, 난방유체가 보다 넓은 면적으로 건축물의 바닥(벽이나 천정에도 적용 가능)과 접하도록 상기 바닥에 대해 최대한의 면적을 갖는 평탄한 플레이트 형상으로 이루어진다.

상기 난방패널(2')은 도면에 도시된 바와 같이, 실질적으로 한쌍의 장변과 단변을 갖는 장방형 구조이나, 난방시스템 시공시 난방패널(2')의 보다 용이한 연속 배열을 고려하여 육각형, 팔각형 등 다각형 구조도 가능하다.

상기 난방패널(2')의 어느 하나의 대각 방향으로 마주하는 두곳의 모서리에는 난방유체의 공급과 배출이 이루어지는 2개의 유체연결부(8')가 각각 난방패널(2')과 일체로 형성되어 있다. 상기 유체연결부(8')는 별도의 접속부재를 사용하여 다른 난방패널의 유체연결부와 연결된다.

도 2는 종래 플레이트식 난방패널의 내부 유로 형상을 도시한 도 1의 A-A선 단면도로서, 상, 하부 플레이트(4', 6')는 다수의 접합부재(4a', 6a')와 내부 유로(12')에 의해서 정의된다. 상기 접합부재(4a', 6a')는 각각 상부 플레이트(4')에서 하부 플레이트(6')를 향하여 그리고 반대로 하부 플레이트(6')에서 상부 플레이트(4')를 향하여 상하 대칭적으로 연장되어 상, 하부 플레이트를 연결한다.

상기 접합부재(4a', 6a')는 상, 하부 플레이트(4', 6')를 연결 및 지지하면서 외력에 의한 상, 하부 플레이트(4', 6')의 변형을 방지할 뿐만 아니라, 난방유 체가 흐를 수 있는 내부 유로(12')를 제공하면서 동시에 난방유체가 난방패널(2') 내부에서 고르게 분포하도록 난방유체의 흐름에 저항을 주는 역할을 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 난방패널(2')에서 상, 하부 접합부재(4a', 6a')에 의해 상, 하부 플레이트(4', 6') 내부에 형성된 내부 유로(12')는 그 종단면이 육각형으로 되어 있어 날카롭게 각진 각 모서리부가 취약하기 때문에, 공급되는 난방유체의 수압이 높을 경우 상기 취약한 모서리부에 응력집중 현상이 발생하여 임계점에 도달하면 난방패널(2')에 변형이나 누수가 발생하거나 파괴될 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 난방패널(2)로서, 상기한 종래 난방패널(2')의 문제점을 개선하여 내부 유로를 원형에 가깝게 성형함으로써 내압성을 획기적으로 개선한 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 난방패널(2)은 원형에 가까운 내부 유로(12)를 갖는다. 본 발명에서 원형에 가까운 내부 유로(12) 구조를 얻기 위하여, 상, 하부 접합부재(4a, 6a)의 마주하는 양측면이 중앙을 향해 좁아지도록 경사지게 연장되면서 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장되기 시작하는 부분(d)이 원형에 가까운 곡선으로 이루어지며, 상기 상, 하부 접합부재(4a, 6a)의 상, 하부 플레이트(4, 6)가 연결된 저면부에서 중심부위(b)를 제외한 가장자리(a)는 상기 상, 하부 플레이트(4, 6)를 향하여 더욱 연장되어 홈을 형성한다.

본 발명에 따른 난방패널(2)을 제조하는데 사용되는 성형방법은 중공성형(blow molding), 사출성형, 압출성형 등이 가능하며, 바람직하게는 중공성형 방법을 사용하여 제조한다. 중공성형은 취입성형이라고도 하며, 분할금형 내에 가열 용융한 열가소성 플라스틱 성형재료를 삽입하여 가열 연화한 뒤 그 내부에 공기를 취입하여 중공제품을 성형하는 방법이다.

본 발명에서 접합부재(4a, 6a)는 도면에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 횡단면이 원형이지만, 사각형, 육각형 등 다각형 구조도 가능하며, 접합부재(4a, 6a)의 입체적 형상에 따라 본 발명에서 원형에 가까운 내부 유로(12) 구조를 얻기 위한 홈 구조(a, b, c)나 곡선부(d)의 입체적 형상도 달라진다.

상기 접합부재(4a, 6a)는 소정의 직경과 간격을 갖고 일정한 패턴으로 배치되어 있으며, 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장되어 중앙을 향하여 직경이 줄어드는 원통형의 함몰된 음각 구조를 취하고 있다.

본 발명의 난방패널(2)은 상, 하부 플레이트(4, 6)가 일체로 성형된 것이므로, 편의상 횡단면의 중앙축을 기준으로 상, 하부 플레이트(4, 6) 및 상, 하부 접합부재(4a, 6a)로 구분한다. 또한 접합부재(4a, 6a)는 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장된 것이므로, 본 발명에서 접합부재(4a, 6a)의 경계는 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장되기 시작하는 부분(d)부터 상, 하부 플레이트(4, 6)가 접합된 부분(b)까지로 정의한다.

본 발명의 일 실시예에 따라 내부 유로(12)의 상하부 형상을 원형 내지 타원형화하기 위하여, 상, 하부 플레이트(4', 6')와 각이 형성되어 있었던 종래 난방패널(2')과 달리, 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장되기 시작하는 부분(d)을 곡면 화하였으며, 따라서 이에 대응되는 내부 유로(12)의 상하부 형상의 원형 내지 타원형화가 가능한 것이다.

도 3의 입체적 구조에서 도시된 바와 같이, 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장되기 시작하는 부분인 "d"에서 완만한 경사의 곡선으로 연장되기 시작하면서 접합부재(4a, 6a)의 양측면에서는 상기 "d" 부분보다 큰 각도로 경사지게 연장된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 내부 유로(12)의 양측면 형상을 원형 내지 타원형화하기 위하여, 접합부재(4a, 6a)의 평탄한 저면부(b) 중에서 원형의 가장자리(a)가 내부로 더욱 연장된 홈 구조를 취하도록 성형함으로써, 이에 대응하는 내부 유로(12)의 양측면 형상의 원형 내지 타원형화가 가능한 것이다.

상기 홈 구조는 도 3에서 도시된 바와 같이, 위에서 보면 접합부재(4a, 6a)의 저면부에서 가장자리 부분인 "a" 부분이 도넛츠 형상의 원형 홈으로 이루어지고, 상대적으로 나머지 중앙의 저면부인 "b" 부분이 원통형으로 돌출되어 보인다.

상기 "a" 부분에 형성된 홈의 내외부 직경, 깊이, 폭, 단면형상은 난방패널(2)의 구조적, 외관적 및 기능적 안정성을 벗어나지 않는 범위에서 내부 유로(12)를 원형 내지 타원형의 구조에 가깝게 성형할 수 있다면 특별히 제한되지 않는다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 별도의 체결부재에 의하여 패널끼리 연결될 수 있도록 난방패널(2)의 4군데 가장자리에 형성된 돌출형의 패널연결부(10)에도 내부 유로(12)와 인접한 면이 내부로 연장된 직선형의 홈(c)을 형성 하도록 성형함으로써, 난방패널(2)의 가장자리에도 내부 유로(12)의 원형 내지 타원형화가 가능하다.

상기 "c" 부분의 홈 구조는 상기 "a" 부분의 홈 구조와 대응되며(도 4), 난방패널(2)의 테두리 형상 및 구조에 따라 달라질 수 있다.

이상에서는 도 3 내지 도 5에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것이나, 곡선부(d)만 적용한 경우나 홈 구조(a, b, c)만 적용한 경우 모두 가능하다. 그러나, 곡선부(d)와 홈 구조(a, b, c) 모두를 적용한 경우에서 내부 유로가 보다 더 원형에 가까워지므로 상기 양 구조를 모두 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따라 내부 유로를 원형에 가깝게 만들도록 곡선부(d)만 적용한 경우(실시예 1), 홈 구조(a, b, c)만 적용한 경우(실시예 2), 양 구조를 모두 적용한 경우(실시예 3)의 난방패널과 종래의 육각형의 내부 유로를 갖는 난방패널(비교예)의 내압성능을 측정하여 비교하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예
내압성	20 ㎏f/㎠	20 ㎏f/㎠	30 ㎏f/㎠	15 ㎏f/㎠
[주] 내압성 측정: 난방패널에 변형이나 누수가 발생하거나 파괴될 때 난방유체의 임계수압 (상온내압성)

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 곡선부(d)만 적용한 경우(실시예 1), 홈 구조(a, b, c)만 적용한 경우(실시예 2)에 내압성이 종래패널에 비하여 각각 33% 향상되었으며, 특히 양 구조를 모두 적용한 경우(실시예 3)의 난방패널은 종래패널에 비하여 100%, 즉 2배나 향상된 내압성을 제공함을 확인할 수 있었다.

도면에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 원형에 가까운 내부 유로를 갖는 난방패널에 대해서만 도시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 완전한 원형의 내부 유로를 갖는 난방패널도 실질적으로 가능하다.

구체적으로 접합부재의 가장자리 홈인 "a" 부분 및 패널연결부의 홈인 "c" 부분의 홈을 더 깊게 형성하고 "d" 부분의 각도를 원형에 근접하도록 크게 하며 접합부재의 간격을 조정함으로써 내부 유로의 완전한 원형화가 충분히 가능하다. 이와 같이 내부 유로의 형상을 완전히 원형화하면 난방패널의 내압성이 원형에 가까운 타원형 내부 유로를 갖는 경우보다 더욱 향상될 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이, 본 발명에 따른 난방패널은 원형 내지 타원형의 내부 유로를 가지므로 종래 육각형의 내부 유로를 갖는 난방패널의 문제점인 내압성의 한계를 극복하여 향상된 내압성을 제공하며, 난방유체의 공급수압이 높은 지역 및 중앙난방에서도 보다 안정적으로 적용가능하다.

Claims (3)

1. 난방유체가 흐르는 내부 유로를 갖도록 마주하여 일체로 성형된 상, 하부 플레이트와, 어느 하나의 플레이트로부터 다른 하나의 플레이트를 향하여 상하 대칭적으로 연장되어 상, 하부 플레이트를 연결하는 다수의 접합부재와, 상기 다수의 접합부재에 의해 플레이트 내부에 형성된 자체의 내부 유로를 구비한 난방패널에 있어서,

   상기 접합부재의 마주하는 양측면이 중앙을 향해 좁아지도록 경사지게 연장되면서 상, 하부 플레이트로부터 연장되기 시작하는 부분이 원형 내지 타원형 곡선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원형 내지 타원형의 내부 유로를 갖는 난방패널.
2. 제 1항에 있어서, 상기 접합부재의 상, 하부 플레이트가 연결된 저면부에서 중심부위를 제외한 가장자리가 상기 상, 하부 플레이트를 향하여 더욱 연장되어 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 원형 내지 타원형의 내부 유로를 갖는 난방패널.
3. 제 2항에 있어서, 패널간의 연결을 위하여 상기 상, 하부 플레이트의 각 가장자리에 돌출형으로 형성된 패널연결부의 내부 유로와 인접한 부분에 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 원형 내지 타원형의 내부 유로를 갖는 난방패널.

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