KR100914214B1 - 전열난방파이프 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전열난방파이프 및 그 제조방법에 관한 것으로, 심부(6a)에 발열선(8)을 갖는 카본로드(6)에 합성수지관(4)을 피복 구성하고 상기 카본로드(6)의 외면에 다수 홈선부(6b)를 형성함으로써 전기전도도와 열전도도 등이 고르고 높도록 하며, 압출기를 이용하여서 발열선(8)을 감싸듯이 카본로드(6)를 압출성형하고 상기 카본로드(6)를 피복하듯이 합성수지관(4)을 압출성형함으로써 쉽고 빠르게 카본이 열매체로 구성된 전열난방파이프(2)를 생산할 수 있도록 한 것이다.

전열난방파이프, 카본로드, 카본, 압출기

Description

전열난방파이프 및 그 제조방법{ELECTRIC THERMAL PIPE AND MANUFACTURING METHODS THEREOF}

본 발명은 전열난방파이프에 관한 것으로서, 특히, 전기에 의하여 발열된 열이 항상 파이프 중앙에서 카본을 열매체로 고르고 신속하게 전달되도록 하고, 기계장치로 양산(量産)할 수 있도록 하는 전열난방파이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전열난방파이프는, 전기를 사용하는 어느 곳에서든지 설치가능하고, 소음이나 매연이 발생하지 않으며, 보일러와 같은 기계장치나 보일러실을 필요로 하지 않는 등 장점이 많아서 점차 그 사용량이 증가하고 있는 추세이다.

이에, 하기와 같이 다수 전열난방파이프들이 제안된 바 있다.

국내특허등록 제0180211호의 ‘전열온수관의 난방방법 및 그 장치’는, 실내 바닥에 배관된 난방 온수관 내부에 동선을 전열선으로 사용하여 온수관의 전 길이로 내설함으로서, 동선의 전열에 의하여 전 길이의 온수관 내의 물이 가열되고 별도의 온수 가열수단이나 온수의 공급수단없이 난방할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기 등록특허는 온수관 내 물의 팽창흡수 및 보충을 위한 팽창탱 크(보충수탱크)를 독립된 구역마다 반드시 설치해야만 안전한 사용이 가능하다. 즉, 종래의 온수보일러는 중앙집중식 배관방법을 사용하므로 팽창탱크를 보일러실에 하나만 설치하면 되지만, 상기 전열온수관은 구역(방)마다 각각 독립 배관법이므로 팽창탱크 역시 각 방마다 설치해야 하는 바, 이는 설치비 비경제성과 팽창탱크 설치공간 확보의 어려움 및 미관상 보기가 좋지 않은 등 여러 문제점을 야기하였다.

또, 국내실용등록 제0436070호의 ‘팽창질석 충진 전열선 난방관’은, 난방관 내부에 전열선을 삽입하고 상기 전열선 주위에 팽창질석을 열매체로 삽입 구성한 것이다. 그러나, 이는 가볍고 습한 낙엽과 유사한 팽창질석을, 대체로 파이프 규격이 내경 15㎜ 내외로 좁고 길이 30∼200m 정도로 긴 난방관 내부로 작업자가 직접 충진시키는 것뿐 아니라 기계적 충진조차도 상당히 힘들어서 대량생산이 어려운 문제점이 있었다.

게다가, 상기한 두 종래 발명들은, 긴 길이의 난방관(온수관) 전체에 전열선(동선)을 삽입하는 것도 어려워서 생산성이 낮을 수밖에 없었다.

더욱이, 힘겹게 난방관 속으로 전열선을 삽입하더라도 상기 전열선은 그 지지수단이 없어 직간접적인 외압을 받아 난방관 내부 이쪽저쪽으로 움직이다가 일측 내벽에 닿게 되면 전열선의 고열이 난방관을 녹이고 식을 경우 난방관을 경화시키는 현상이 생길 수 있으므로 전체 난방관의 내구성이 저하되고 수명을 단축시켰었다.

또, 시공 후 전열선이 난방관 윗면에 근접하여 바닥표면에 전열선이 가까운 곳은 난방온도가 높고, 반대로 전열선이 난방관 밑면에 근접한 곳은 난방온도가 낮게 되므로 열효율이 저화되는 문제점도 있었던 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하고자 안출한 것이다.

본 발명의 목적은, 전기전도도와 열전도도 및 열효율이 균일하고 높으며, 절전도 및 내구성이 우수한 전열난방파이프를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 압출성형 기계장치를 이용하여 신속 용이하게 생산하여 그 생산성을 상승시킬 수 있는 전열난방파이프 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 생산된 제품의 유연성 및 형태안정성이 좋아서 설치 작업을 쉽게 할 수 있고, 급속난방 또는 축열 등 난방목적에 따라 열매체인 카본로드의 모양 및 형태를 맞춤식으로 형성할 수 있는 전열난방파이프 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

이에 본 발명은, 심부(6a)에 발열선(8)을 갖는 카본로드(6)에 합성수지관(4)을 피복 구성하고, 상기 카본본로드(6)의 외면에 다수 홈선부(6b)를 형성 구성함을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 전열난방파이프 제조방법에 있어서, 실리콘 외피(8a)를 갖는 발열선(8) 및 혼합 카본가루와 접착수지가루를 1차 압출부(101)로 공급하여 이들이 압출스크루에 의해 이동되면서 혼합 카본가루와 접착수지가루가 용융 반죽된 후 상기 발열선(8)이 심부(6a)에 위치되도록 카본로드(6)를 압출 성형하는 제1과정과, 2차 압출부(102)로 공급한 합성수지원료가 압출스크루에 의해 이동되면서 용융 반죽된 후 제1과정에서 생성되어 2차 압출부(102)의 압출스크루로 공급된 카본로드(6) 를 피복하듯이 합성수지관(4)을 압출 성형하는 제2과정을 포함하여서 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은, 기계장치를 이용한 신속 용이한 대량생산이 가능하여 생산성이 높고, 유연성이 좋아서 설치가 용이하며, 발열선이 항상 중앙에 위치되어 열이 고르게 전달되어 열효율이 높고 방열성과 전열성 및 축열성이 모두 우수하며, 그 사용수명을 연장시킬 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 기능을 갖는 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명 전열난방파이프의 사시도 및 부분 절단면도이고, 도 2는 본 발명 전열난방파이프의 일부 사시 구성도이며, 도 3은 도 2의 분해 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명 전열난방파이프의 다양한 카본로드 형태를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 전열난방파이프(2)는, 난방용 합성수지관(4)의 내부에 열매체로 카본로드(carbon load)(6)를 구성하고 카본로드(6)의 중앙 심부(6a)에는 발열선(8)을 구성한 것이다.

전열난방파이프(2)의 카본로드(6)는 카본가루가 수지접착가루와 열융합되어 일정 형상의 막대형으로 압출된 것으로 마구 휘어도 부러지지 않는 유연성과 형태안정성을 갖는다.

상기 카본로드(6)는, 그 중앙에 길이방향 관통 구멍인 심부(6a)가 형성되고 심부(6a) 전체를 지나도록 발열선(8)이 내재 구성된다. 또, 카본로드(6)의 단면 최장 직경은 피복 합성수지관(4)의 내경과 거의 같고, 그 단면 형상은 원형, 3각형, 4각형, 5각형, 6각형, …, 열십자(十)형 등과 이의 변형 형태 등 제한은 없다.

이때, 카본로드(6)의 형상은 그 외면의 다수 홈선부(6)의 형태에 따라서 결정되는 바, 홈선부(6)의 홈 깊이가 깊고 그 개수가 많을수록 카본로드(6)와 합성수지관(4) 간에 형성되는 공기층이 커지게 된다. 또, 카본로드(6)와 합성수지관(4) 간에 공기를 많이 함유할수록 전열난방파이프(2)의 전열성이 상승되고 공기를 적게 함유할수록 축열성이 상승된다. 그러나, 최소한 카본로드(6)의 일부 외면과 합성수지관(4)의 내벽은 도 4에서와 같이 접촉 상태여야만 한다.

상기 카본로드(6)의 발열선(8)으로는, 니크롬선(nichrome wire)을 사용하되 니크롬선의 외면에 열융점이 높은(약 400℃) 실리콘을 얇게 피복 구성하여서 사용한다. 이는 니크롬선이 잘 부식되지 않아서 통상의 동선보다 수명이 길며, 열융점이 높고 내열성이 우수한 실리콘외피(8a)가 전열난방파이프(2)의 제조 시 및 사용 시에 고열의 발열선(8)을 보호해주고 열융점이 비교적 낮은 합성수지관(4) 형성에도 안정성을 주기 때문이다.

그리고, 심부(6a)에 상기 발열선(8)을 갖는 카본로드(6)를 피복 구성하는 합성수지관(4)은, 통상의 난방용 배관으로 많이 이용되는 PVC, XL 파이프 등으로 구성한다. 이들은 가볍고 유연성이 좋을 뿐 아니라, 인장강도, 내파열성, 내마모성, 내열성, 내한성, 내구성 등이 우수한 공통의 장점이 있는 것이다.

이와 같이 내부에서부터 발열선(8)과 카본로드(6)와 합성수지관(4)이 다단 적층 구성되는 본 발명 전열난방파이프(2)의 제조방법을 바람직한 일 실시 예를 통하여 순서대로 설명한다.

도 5는 본 발명 전열난방파이프의 개략 제조공정도이다.

본 발명의 전열난방파이프(2)를 생산하는 일련의 장치는, 도 5에 도시한 바와 같이, 1차 압출기(101)와 2차 압출기(102)와 냉각기(103)와 인취기(104) 및 권취기(105) 등으로 구성된다.

제1과정에서는, 혼합 카본가루와 접착수지가루를 1차 압출기(101)의 호퍼(도면에 미도시)로 투입하고, 실리콘외피(8a)를 갖는 발열선(8)을 1차 압출기(101)의 압출스크루(도면에 미도시)로 공급한다. 상기 혼합 카본가루와 접착수지가루는 1차 압출기(101)의 압출스크루에 의해 이송되면서 상기 압출스크루의 외부 히터(도면에 미도시)에 의해 유사 겔(gel) 상태로 용융 반죽되고 상기 발열선(8)이 심부(6a)에 위치되도록 금형부(도면에 미도시)를 통해 카본로드(6)를 압출 성형한다.

제1과정에서 생성된 카본로드(6)는 2차 압출기(102)로 이송 공급되는 과정에서 저온으로 열이 식혀지도록 한다.

제2과정에서는, 2차 압출기(102)의 호퍼(도면에 미도시)로 투입한 합성수지원료가 2차 압출기(102)의 압출스크루(도면에 미도시)에 의해 이송되면서 상기 압출스크루의 외부 히터(도면에 미도시)에 의해 겔 상태로 용융 반죽되고 상기 카본로드(6)를 피복하듯이 금형부(도면에 미도시)를 통해 합성수지관(4)을 압출 성형한다.

제3과정에서는, 상기 제1, 제2과정에서 완전한 구성을 갖춘 전열난방파이프(2)가 냉각기(103)의 냉각수조를 통과하면서 식혀지고, 인취기(104)를 통과하면서 적정 장력이 부여되어서, 권취기(105)에서 일정 길이도 권취되고 절단되어 제조완료되는 것이다.

여기서, 상기 제1과정에서의 카본가루와 접착수지가루의 혼합비율은 3:7의 용적비가 적합한 바, 제조된 카본로드(6)를 도 6에서와 같이 설치 시에 적정한 유연성(휨성)을 갖도록 접착수지가루의 혼합비율의 가감이 가능하다.

그리고, 제1압출기(101)에서의 원료 가열온도는 200∼250℃, 제2압출기(102)에서의 원료 가열온도는 180∼230℃로서 투입 원료의 융점온도 정도로 가열한다.

한편, 본 발명의 전열난방파이프(2)의 또 다른 제조방법으로는, 실리콘외피(8a)를 갖는 발열선(8) 주위로 2개의 금형부를 갖는 하나의 압출기로서 카본로드(6)와 합성수지관(4)을 거의 동시에 사출 성형할 수도 있는 것이다.

도 6은 본 발명 전열난방파이프의 사용상태도이다.

지금까지 설명한 바와 같이 제조 구성된 전열난방파이프(2)는, 흙 등의 실내바닥 위에 그대로 지그재그 배열 후 고정시키거나, 도 6에서와 같이 별도의 설치판넬(20) 상의 파이프 홈을 따라 전열난방파이프(2)를 배열한다. 그리고, 전열난방파이프(2) 양단부에서 발열선(8)을 전선(10)과 연결되도록 하여(도 1) 설치한다.

본 발명은, 고른 온도의 신속 난방이 가능하고 내마모성과 내구성이 우수하며 기계적 양산이 가능하여서 저렴한 가격으로 주택, 아파트, 기숙사, 요양원, 유 아놀이방, 식당, 사무실 등 어디에나 값싸게 설치할 수 있고 오랜 기간 사용이 가능하므로 그 보급성 증대가 기대된다.

도 1은 본 발명 전열난방파이프의 사시도 및 부분 절단면도.

도 2는 본 발명 전열난방파이프의 일부 사시 구성도.

도 3은 도 2의 분해 사시도.

도 4는 본 발명 전열난방파이프의 다양한 카본로드 형태를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명 전열난방파이프의 개략 제조공정도.

도 6은 본 발명 전열난방파이프의 사용상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(2) ― 전열난방파이프 (4) ― 합성수지관

(6) ― 카본로드 (6a) ― 심부

(6b) ― 홈선부 (8) ― 발열선

(8a) ― 실리콘 외피 (101) ― 1차 압출기

(102) ― 2차 압출기 (103) ― 냉각기

(104) ― 인취기 (105) ― 권취기

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 전열난방파이프 제조방법에 있어서,

   실리콘 외피(8a)를 갖는 발열선(8) 및 혼합 카본가루와 접착수지가루를 1차 압출부(101)로 공급하여 이들이 압출스크루에 의해 이동되면서 혼합 카본가루와 접착수지가루가 용융 반죽된 후 상기 발열선(8)이 심부(6a)에 위치되도록 카본로드(6)를 압출 성형하는 제1과정과, 2차 압출부(102)로 공급한 합성수지원료가 압출스크루에 의해 이동되면서 용융 반죽된 후 제1과정에서 생성되어 2차 압출부(102)의 압출스크루로 공급된 카본로드(6)를 피복하듯이 합성수지관(4)을 압출 성형하는 제2과정을 포함하여서 이루어짐을 특징으로 하는 전열난방파이프 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 카본가루와 접착수지가루는 3:7의 용적비로 공급함을 특징으로 하는 전열난방파이프 제조방법.
5. 청구항 3 또는 청구항 4의 제조방법으로 제조된 전열난방파이프.

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