KR100898564B1 - 히트파이프 및 이 히트파이프를 이용한 방열기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트파이프 및 방열기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 방열기에 포함된 히트파이프의 제조과정 중 용접작업을 간소화하여 생산성이 높고 제품을 반영구적으로 사용할 수 있는 히트파이프 및 이 히트파이프를 이용한 방열기를 제공하는 것이다.

이에 본 발명에 따른 히트파이프의 특징은, 상단의 외주연부에 나사부가 형성된 원통형 파이프와, 상기 파이프의 개방된 하단에 고정붙임되는 반구형의 하부덮개와, 상기 나사부에 나사 결합되는 지지대 받침과, 외측상면에 돌출부가 형성되고 상기 돌출부의 중앙부에 주입공이 형성되고 내주연부에 나사부가 형성되며 상기 파이프의 나사부에 나사결합되는 상부덮개를 포함하며; 상기 하부덮개가 고정붙임되고 상부덮개가 고정붙임된 파이프 내부에 열매체를 주입한후 진공상태로 하고, 상기 상부덮개의 주입공을 밀봉하여 이루어진 것에 있다.

또한, 본발명에 따른 방열기의 특징은, 다수의 상기 히트파이프와 상기 히트파이프들의 하단이 삽입되어 고정붙임되는 관수파이프와, 상기 히트파이프들의 지지대 받침 위에 끼움결합되는 지지대를 포함하여 구성한 것에 있다.

히트파이프, 파이프, 주입공, 열매체, 방열기.

Description

히트파이프 및 이 히트파이프를 이용한 방열기{Heat Pipe and Radiator}

본 발명은 히트파이프 및 방열기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 방열기에 포함되는 히트파이프의 제조과정에서 용접작업을 간소화하여 생산성이 높고 제품을 반영구적으로 사용할 수 있으며, 불량 발생시 신속하고 간편하게 분해 교체하여 재사용이 가능한 히트파이프 및 이 히트파이프를 이용한 방열기에 관한 것이다.

일반적으로 히트파이프(Heat Pipe)는 열전달성능이 가장 우수한 기기로 그 내부의 밀폐된 진공 공간에서 순환하는 작동 유체가 연속적으로 액체-증기간의 상변화(증발과 응측)할 때 동반되는 잠열(潛熱)을 이용하여 열을 이동시킴으로써, 단일상의 작동 유체를 이용하는 통상의 열전달기기에 비해 획기적인 성능을 발휘하게 되는 것으로 난방기인 방열기에 사용된다.

이와 같은 히트파이프의 종래 제조방법으로는 도 1에 도시한 바와 같이 동파이프(2)의 양단에 마개(3)(3')를 용접하되, 상측 마개(3)의 중앙으로는 주입공(5)이 형성된 테이퍼형 돌출부(4)를 형성하고, 주입공(5)으로는 액체, 또는 겔(Gel)상 의 열전도성 조성물(6)을 주입한 후, 이 주입공(5)을 통하여 파이프(2) 내부의 공기를 흡출하여 진공상태가 되도록 한 다음 돌출부(4)를 회전하는 치구(16a)로 가압 마찰하여 주입공(5)이 함몰되면서 밀폐되도록 하여 히트파이프(1)를 완성하도록 한 것이었다.

그러나 상기와 같이 제작되는 종래의 히트파이프는 동파이프(2)의 양단을 마개로 막은 후 용접하여야 하는 불편함과 진공상태가 되도록 한 다음 마개(3)의 돌출부(4)를 함몰 밀폐함에 있어서 그 신뢰성 및 밀폐의 영구성을 확신할 수 없으며, 또한 돌출부(4)의 밀폐성이 약함으로 인하여 히트파이프 전체가 불량품이 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 히트파이프 내의 진공처리 작업 후 주입공의 밀폐성의 신뢰성과 영구성을 확신할 수 있음은 물론이고 주입공 밀폐성의 불량에 따른 히트파이프의 일부만 교체가 가능한 히트파이프를 제조할 수 있으며, 또한 에너지 소비를 대폭 줄이면서 난방 효과를 높일 수 있는 히트파이프의 제조방법, 히트파이프 및 방열기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 히트파이프의 특징은, 일측 상단의 외주연부에 나사부가 형성된 원통형 파이프와, 상기 파이프의 개방된 하단에 고정붙임되는 반구형의 하부덮개와, 상기 나사부에 끼워져 나사 결합되는 지지대 받침과, 외측상면에 돌출부가 형성되고 상기 돌출부의 중앙부에 주입공이 형성되고 내주연부에 나사부가 형성되며 상기 파이프의 나사부에 나사결합되는 상부덮개를 포함하여 구성되며, 상기 상부덮개 및 하부덮개가 각각 고정붙임된 파이프의 내부에 아세톤 4 부피％, 증류수 5 부피％, 메탄올 3 부피％, 에탄올 4 부피％ 및 공용 혼합물 5 부피％ 중에서 선택되는 하나의 열매체를 주입한 후, 상기 파이프 내부를 10^-1~10^-5torr의 진공으로 감압하고, 상기 상부덮개(120)의 주입공(122)을 밀봉하여 이루어진 것에 있다.

또한, 본발명에 따른 히트파이프의 다른 특징은, 상기 히트파이프에 있어서, 상기 파이프의 외주연에 끼움결합되는 방열판을 더 포함하는 데 있다.

또한, 본발명에 따른 방열기의 특징은, 다수의 상기 히트파이프와 상기 히트파이프들의 하단이 삽입되어 고정붙임되는 관수파이프와, 상기 히트파이프들의 지지대 받침 위에 끼움결합되는 지지대를 포함하여 되는 데 있다.

삭제

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 히트파이프는 제작이 단순하며, 파이프와 상,하덮개의 결합시 용접을 최소화하여 용접열에 의한 히트파이프의 불량율을 최소화할 수 있으며, 또한 파이프의 일단을 커버하는 덮개는 나사결합식으로 결합되는 것을 사용하므로 조립 및 분해가 간단하며 문제가 발생한 경우 신속하고 간편하게 교체가 가능할 뿐만 아니라 설치비용 또한 대폭 절감된다.

상기 나사결합식 덮개에 형성된 주입공을 용접 등으로 간단하게 밀봉할 수 있으며, 그 밀봉상태의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 올바른 실시예를 통한 구성 및 작용을 첨부되는 도 2,도 3,도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 히트파이프를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 히트파이프를 나타내는 사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 방열기의 조립순서도이다.

본 발명에 대하여 도 2 내지 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 히트파이프(100) 제조방법은, 제1단계로: 상단의 외주연부에 나사부(111)가 형성된 원통형 파이프(110)의 개방된 일단을 반구형의 하부덮개(130)로 막는 단계를 거친다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 파이프(110) 하측단에 반구형의 하부덮개(130)를 씌우고 아르곤 용접 등으로 고정붙임 되어있다.

따라서, 종래와 같이 원판형의 하부덮개를 이용하여 파이프(110)에 용접 결합시킨 것에 비하여 본 발명의 하부덮개(130)는 반구형으로 용접된 상태이기에 내부에서 발생될 압력에 효과적으로 대응할 수 있으며, 열전도면적을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 파이프(110)와 하부덮개(130)는 동일재질을 사용함이 바람직하며, 그 재료로는 스테인레스, 알루미늄, 구리, 철 등이 사용되며, 특히 제조시 발생되는 수명, 내구성, 인장강도등을 감안하여 스테인레스재질의 파이프 및 덮개로 제조함이 바람직하다.

상기 파이프(110)는 좌우양단이 관통된 형태이며, 그 길이는 일정하지가 않으며 대체로 가장 바람직한 범위는 50cm-1m 정도의 길이이다.

또한 파이프(110)의 직경은 그 설치 목적에 따라 달라질 수 있으며, 대략 30-50mm정도로 하는 것이 바람직하다.

여기에서, 히트파이프의 설치 목적에 따라서, 상기 파이프(110)의 외주연에는 방열판(150)이 끼움결합될 수 있다.

다음으로 본 발명의 제2단계로: 상기 원통형의 파이프(110)의 타단에는 상부덮개(120)를 나사결합하는 단계를 거친다.

즉, 상기 파이프(110)의 상단 외주연부에 형성된 나사부(111)에 지지대 받침(140)을 나사결합 한 후, 중앙부에 주입공(122)이 형성된 돌출부(121)가 외측 상면에 형성되어 있는 상부덮개(120)의 내주연부에 형성된 나사부(123)를 나사결합하여 원통형 파이프(110)의 상단을 막는다.

이때, 상기 상부덮개(120)는 하부덮개(130)와 같이 용접하지 않는다.

따라서 상기 파이프(110)는 개방된 상,하단이 각각 하부덮개(130)와 상부덮개(120)를 통하여 막히게 되며, 다만 상부덮개(120)의 돌출부(121)에 형성된 주입공(122)을 통하여 그 내부가 외부와 개방된 상태이다.

또한, 상기 상부덮개(120)도 파이프(110) 및 하부덮개(130)와 같은 재질로 형성함이 바람직하다.

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다음으로 본 발명은 상기 단계를 거치고 난 후 제 3단계로: 상기 진공화된 히트파이프(100)에 열매체를 주입하는 단계를 거친다.

여기에서, 열매체로서는 아세톤 4 부피％, 증류수 5 부피％, 메탄올 3 부피％, 에탄올 4 부피％ 및 공용혼합물 5 부피％ 중에서 어느 하나의 열매체를 선택하여 사용할 수 있다. 또한 상기 열매체가 차지하는 부피％가 높으면 진공상태의 비율은 낮아진다. 즉, 열매체와 진공상태의 비율은 서로 반비례하는 것이다.
다음으로 본 발명은 제 4단계로: 상기 제 1,2,3단계를 통하여 이루어진 상기 히트파이프(100) 내의 공기를 빼는 진공작업의 단계를 거친다. 상기 히트파이프 (100) 내의 진공작업은 공지된 진공펌프관에 상기 히트파이프(100)의 상단에 결합된 상부덮개(120)에 구성된 돌출부(121)를 넣고 주입공(122)을 통하여 히트파이프(100) 내부의 공기를 빼내는 것이다.
이 때, 진공 상태는 바람직하기로는 10^-1-10^-5torr 이다.

그리고 상기 제4단계를 거친 본 발명은 제5단계로 : 상기 열매체가 주입된 히트파이프(100)의 끝단 즉, 상부덮개(120)의 돌출부(121) 선단을 아르곤 용접 등으로 밀봉처리한다.

즉, 상기 돌출부(121)의 중앙부에 형성된 주입구(122)를 아르곤 용접 등으로 밀봉하여 히트파이프(100)의 내부와 외부의 공기 유통을 완전차단한다.

다음에, 본 발명에 따른 히트파이프 제조방법에 의해 제조된 히트파이프가 채택된 방열기에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4에 있어서, 상기 제조방법에 의해 제조된 다수의 히트파이프(100)가 삽입되어 고정붙임되도록 파이프 삽입구멍이 관수 파이프(160)에 형성되어 있다. 상기 관수 파이프의 삽입구멍에 4개의 히트파이프(100)가 삽입되고 서로 접합하는 외주면이 아르곤 용접 등으로 고정붙임된다.

다음에 히트파이프 끼움구멍이 형성된 지지대(170)가 상기 히트파이프(100)에 삽입된다. 이 때, 상기 히트파이프에는 지지대 받침(140)이 나사결합되어 있으므로 지지대 설치작업이 매우 용이하다.

상기와 같이 다수의 히트파이프(100)와, 상기 히트파이프들이 하단이 삽입되어 고정붙임되는 관수 파이프(160)와, 상기 히트파이프들의 지지대 받침 위에 끼움결합되는 지지대(170)를 포함하여 상기 방열기(200)가 되는 것이다.

이 때, 상기 지지대의 한 쪽에는 온도감지기(180)가 필요에 따라 설치된다. 이 온도감지기에 의해서 물의 온도 확인 및 물의 온도를 조절할 수 있다.

한편, 상기와 같이 되는 방열기(200)는 설치 면적이나 공간의 크기에 따라 다수의 방열기를 연결하여 설치하게 되는 바, 본 발명에 따른 방열기는 상부의 지지대(170)와 하부의 관수파이프(160)에 각각 연결관(190) 및 연결링(191)을 나사결합으로 연결 조립할 수 있다. 따라서, 연결 조립작업이 매우 용이할 뿐만 아니라 설치 후 문제가 발생한 경우 상기 연결관 및 연결링의 나사결합 해제로서 용이하게 부품교체 및 원상태로의 조립작업이 간단하고 용이하게 이루어진다.

여기에서, 상기 관수파이프(160)의 직경이 삽입되는 히트파이프(100)의 직경보다 1.3배 이상 크기 때문에 관수파이프 내의 물과 히트파이프의 접촉면적이 증대됨으로써 열발산과 전도성이 매우 뛰어나게 된다.

도 5에 있어서, 방열판(150)이 구비된 히트파이프(1100) 4개가 관수파이프(160)에 삽입되어 아르곤 용접등으로 고정붙임된다. 또한, 상기 히트파이프의 상부에 지지대(170)가 지지대 받침(140)을 개재하여 삽입된다.

상기와 같이 하여 방열기(1200)가 이루어지는 것이다.

또한, 이와 같이 된 방열기(1200) 역시 상부 지지대(170)와 하부의 관수 파이프(160)에 각각 연결관(190) 및 연결링(191)을 나사결합으로 연결조립함으로써 다수의 방열기(1200)를 필요에 따라 연결 설치할 수 있다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 히트파이프 및 이 히트파이프를 이용한 방열기는 최적의 진공상태에서 주입된 순수 열매체에 의해 온수열이 빠르게 방열기 전체로 전도되어 에너지 절감은 물론 난방효과 역시 획기적으로 증대되는 것이다.

도 1은 종래의 히트파이프를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 히트파이프를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 히트파이프를 나타내는 사시도.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 방열기의 조립공정도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 히트파이프 110 : 파이프

111, 123 : 나사부 120 : 상부덮개

121 : 돌출부 122 : 주입공

130 : 하부덮개

Claims (16)

1. 삭제
2. 일측 상단의 외주연부에 나사부(111)가 형성된 원통형 파이프(110)와, 상기 파이프의 개방된 하단에 고정 붙임되는 반구형의 하부덮개(130)와, 상기 나사부에 끼워져 나사결합되는 지지대 받침(140)과, 외측상면에 돌출부(121)를 가짐과 동시에 이 돌출부의 중앙부에 주입공(122)이 형성되고 내주연부에 나사부(123)가 형성되어 상기 파이프의 나사부에 나사결합되는 상부덮개(120)를 포함하여 구성되며,

   상기 상부덮개(120) 및 하부덮개(130)가 각각 고정 붙임된 파이프(110)의 내부에 아세톤 4 부피％, 증류수 5 부피％, 메탄올 3 부피％, 에탄올 4 부피％ 및 공용 혼합물 5 부피％ 중에서 선택되는 하나의 열매체를 주입한 후, 상기 파이프 내부를 10^-1~10^-5torr의 진공으로 감압하고, 상기 상부덮개(120)의 주입공(122)을 밀봉하여 이루어진 것을 특징으로 하는 히트파이프.
3. 제2항에 있어서,

   상기 파이프(110)의 외주연에 끼워져 결합되는 방열판(150)을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 히트파이프.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 일측 상단의 외주연부에 나사부(111)가 형성된 원통형 파이프(110)와, 상기 파이프의 개방된 하단에 고정 붙임되는 반구형의 하부덮개(130)와, 상기 나사부에 끼워져 나사결합되는 지지대 받침(140)과, 외측상면에 돌출부(121)를 가짐과 동시에 이 돌출부의 중앙부에 주입공(122)이 형성되고 내주연부에 나사부(123)가 형성되어 상기 파이프의 나사부에 나사결합되는 상부덮개(120)를 포함하여 구성되며, 상기 상부덮개(120) 및 하부덮개(130)가 각각 고정 붙임된 파이프(110)의 내부에 아세톤 4 부피％, 증류수 5 부피％, 메탄올 3 부피％, 에탄올 4 부피％ 및 공용 혼합물 5 부피％ 중에서 선택되는 하나의 열매체를 주입한 후, 상기 파이프 내부를 10^-1~10^-5torr의 진공으로 감압하고, 상기 상부덮개(120)의 주입공(122)을 밀봉하여 이루어진 히트파이프(100)들과;

   상기 히트파이프(100)들의 하단이 삽입되어 고정 붙임되며, 상기 히트파이프들의 직경보다 1.3배 이상 크게 구성되는 관수파이프(160)와;

   상기 히트파이프(100)들의 지지대 받침(140) 위에 끼워져 결합됨과 동시에 온도감지기(180)를 가지는 지지대(170)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 방열기.
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