KR101196813B1 - 진공 단열패널의 검사장비 및 진공 단열패널의 검사방법 - Google Patents

진공 단열패널의 검사장비 및 진공 단열패널의 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널 검사장비는 심재와 상기 심재를 둘러싸며 내부가 진공이 되도록 밀폐하는 외피로 형성되는 진공 단열패널의 외피에 부착되어 상기 외피가 상기 심재의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하는 게이지와, 상기 게이지가 측정한 힘을 수치로 표시하는 표시계를 구비하여 진공 단열패널의 제조 후 또는 진공 단열패널이 건물에 설치된 상태에서도 간단하게 진공 단열패널의 불량을 검사할 수 있다.

Description

진공 단열패널의 검사장비 및 진공 단열패널의 검사방법{A Test Device Of Vacuum Insulation Panel And Test Method of Vacuum Insulation Panel}
본 발명은 진공 단열패널의 검사장비 및 진공 단열패널의 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공 단열패널을 제조 후 진공 단열패널의 불량을 검사하는 진공 단열패널의 검사장비 및 진공 단열패널의 검사방법에 관한 것이다.
건축물의 에너지 소비 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 건축물의 외벽을 통한 열손실이다. 따라서 건축물에서 에너지를 절약하기 위해서는 건축물의 내장재, 단열재 및 외장재에 대해 적절한 설계 및 시공이 필요하다.
일반적으로 건축물에는 스티로폼, 우레탄폼, 유리면, 암면, 폴리에스테르폼과 같은 단열패널이 주로 사용되고 있다. 이러한 단열패널은 일반적으로 건축물의 외벽에 부착되어 전도 및 대류에 의해 외벽을 통해 전달되는 열을 차단하게 된다. 실제로 이러한 단열재를 사용하게 되면 상당한 정도의 열손실을 막아낼 수 있다.
한편 기존 단열패널의 단열에 대한 효율성을 더 높이기 위해 근래에는 진공 단열패널(Vacuum Insulation Panel)이 등장하고 있다. 진공 단열패널은 내부 심재로 미세다공성 무기질섬유 등을 사용하고 내부 심재를 외피재로 둘러싼 후 외피재 내부를 진공으로 형성함으로써 일반 단열패널에 비해 최고 10배 정도의 단열효과를 발휘할 수 있다.
이와 같은 진공 단열패널의 일반적인 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 가스 배리어(Barrier)의 특성을 갖는 2장의 라미네이트 필름재 내부에 연속기포 구조를 갖는 실리카 분말이나 우레탄 폼 또는 글라스 울(glass wool) 등을 이용한 심재가 충진되고 상기 2장의 라미네이트 필름재가 중첩되는 중첩부를 히트 실링(Heat Sealing)함으로써 라미네이트 필름재(1) 내부가 진공상태를 유지하도록 한다. 이때 라미네이트 필름재(1) 내부는 10-4torr 정도의 진공 상태로 유지한다.
이와 같이 제조된 진공 단열패널을 제조 시 불량이 발생하는 경우가 있다. 이와 같은 진공 단열패널의 불량을 검사하기 위해서는 진공 챔버에 제조된 진공 단열패널을 넣은 후 진공 챔버 내부의 압력을 조절함에 따라 진공 단열패널의 필름재가 변화되는 것을 보고 진공 단열패널의 불량을 판단하였다.
그러나 진공 단열패널의 불량을 검사함에 있어 제도된 모든 진공 단열패널을 진공 챔버 내부에 넣은 후 검사할 수 없었기 때문에 전수 검사가 불가능하였으며 일부 진공 단열패널을 샘플링하여 검사를 수행할 수밖에 없는 한계가 있었다.
그리고 상기 진공 단열패널을 오랜 기간 동안 사용하게 되면 진공 단열패널의 진공이 파괴되는 경우가 있는데 진공 단열패널이 건물에 사용된 후 진공 단열패널의 진공이 파괴되었는지를 측정하기가 상당히 힘든 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 진공 단열패널의 제조 후 간단하게 진공 단열패널의 불량을 검사할 수 있어 진공 단열패널의 전수검사가 가능한 진공 단열패널의 검사장비 및 진공 단열패널의 검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 진공 단열패널이 건물에 설치된 상태에서도 진공 단열패널의 진공이 파괴되었는지를 검사할 수 있는 진공 단열패널의 검사장비 및 진공 단열패널의 검사방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널의 검사장비는 심재와 상기 심재를 둘러싸며 내부가 진공이 되도록 밀폐하는 외피로 형성되는 진공 단열패널의 외피에 부착되어 상기 외피가 상기 심재의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하는 게이지와, 상기 게이지가 측정한 힘을 수치로 표시하는 표시계를 포함할 수 있다.
또한 상기 진공 단열패널에 흡착되는 흡착부를 구비하며 내부에 중공부가 형성된 본체와, 상기 흡착부가 상기 진공 단열패널에 흡착된 상태에서 상기 중공부를 진공으로 유지하기 위해 상기 중공부의 공기를 흡입하는 흡입수단을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 중공부 내부의 압력을 측정하기 위한 압력계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널의 검사방법은 진공 단열패널의 일측면에 게이지를 부착시키는 단계와, 상기 게이지에서 상기 진공 단열패널의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하는 단계를 포함한다.
그리고 상기 게이지에서 상기 진공 단열패널의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하는 단계 이전에 중공부가 형성된 본체를 상기 게이지를 감싸면서 상기 진공 단열패널에 부착하는 단계와, 상기 본체가 상기 진공 단열패널에 부착된 상태에서 상기 중공부를 진공으로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 중공부를 진공으로 형성하는 단계 이후에 상기 중공부 내부의 압력을 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널의 검사장비 및 진공 단열패널의 검사방법에 의하면 진공 단열패널의 제조 후 간단하게 진공 단열패널의 불량을 검사할 수 있어 진공 단열패널의 전수검사가 가능하다.
그리고 진공 단열패널이 건물에 설치된 상태에서도 진공 단열패널의 진공이 파괴되었는지를 검사할 수 있어 진공 단열패널의 진공이 파괴된 경우 진공 단열패널을 쉽게 교체할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널 검사장비의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 단열패널 검사장비의 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 진공 단열패널 검사장비에서 중공부 내부의 압력과 게이지에 작용하는 힘의 상관관계를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널의 검사방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널 검사장비를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널 검사장비를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널 검사장비(100)는 심재(11)와 상기 심재(11)를 둘러싸며 내부가 진공이 되도록 밀폐하는 외피(12)로 형성되는 진공 단열패널(10)의 외피(12)에 부착되어 상기 외피(12)가 상기 심재(11)의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하는 게이지(130)와, 상기 게이지(130)가 측정한 힘을 수치로 표시하는 표시계(140)를 포함한다.
상기 진공 단열패널(10)은 2장의 라미네이트 필름재 등으로 형성되는 외피(12) 내부에 실리카 분말이나 우레탄 폼 또는 글라스 울(glass wool) 등을 이용한 심재(11)가 충진되고 외피(12) 내부가 진공을 형성하도록 외피(12) 내부의 공기를 흡입하여 제작한다.
이때 심재(11)를 감싸고 있는 외피(12) 내부에는 10-4torr 정도의 진공이 형성되어 있으므로 음압이 걸리기 때문에 외피(12)는 심재(11)의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 받게 된다. 따라서 상기 외피(12)에는 주굴주굴한 주름이 형성된다. 이와 같이 외피(12)에 심재(11)의 중심 방향으로 당겨지는 힘은 심재(11)에 지지되는 지지력과 평형을 이루게 된다.
본 발명에서는 진공 단열패널(10)의 외피(12)에 게이지(130)를 설치하고 상기 게이지(130)를 통해 외피(12)가 상기 심재(11)의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하게 된다. 이때 게이지(130)를 접착제 등을 사용하여 진공 단열패널(10)의 외피(12)에 접착할 수 있다.
이와 같이 외피(12)가 상기 심재(11)의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정함으로써 상기 진공 단열패널(10)의 불량 여부를 검사할 수 있게 된다. 예를 들어 진공 단열패널(10)이 불량 없이 제작되었을 때 외피(12) 내부의 압력이 10-4torr이다. 만일 진공 단열패널(10)의 제작 시 또는 제작한 후 진공 단열패널(10)의 진공도가 떨어지게 되면 외피(12) 내부의 압력은 10-4torr 보다 높게 되므로 외피(12)가 심재(11)의 중심 방향으로 당겨지는 힘이 약해지게 된다.
이때 상기 외피(12)에 부착된 게이지(130)에서 측정되는 힘은 진공 단열패널(10)이 불량 없이 제작되었을 때보다 작아지게 된다. 따라서 상기 게이지(130)가 측정한 힘을 수치로 표시하는 표시계(140)에는 진공 단열패널(10)이 불량 없이 제작되었을 때보다 적은 수치가 표시되어 진공 단열패널의 제조 후 또는 진공 단열패널이 건물에 설치된 상태에서도 간단하게 진공 단열패널의 불량을 검사할 수 있다.
한편 진공 단열패널 검사장비에 사용되는 상기 게이지(130)는 스트레인게이지(Strain Gage) 등이 사용될 수 있다.
상기 스트레인게이지는 크게 전기식으로 측정하는 전기식 스트레인게이지(electrical strain gage)와 기계식으로 측정하는 기계식 스트레인게이지(mechanical strain gage)의 2종류로 구분할 수 있다. 본 실시예에서는 구조체가 변형을 일으킬 때에 부착된 스트레인게이지의 전기적 저항이 변하여 이로부터 변형률을 측정하는 전기식 스트레인게이지가 사용된 것을 보였으나, 두 점 사이의 미소한 거리변화를 기계적으로 측정하여 구조체의 변형률을 측정하는 기계식 스트레인게이지가 사용될 수도 있다.
한편 상기 스트레인게이지는 구조체의 재질에 따라 그 모양과 길이가 다른 것이 사용되는데, 본 실시예에서는 상기 스트레인게이지가 라미네이트 필름재 등으로 형성되는 진공 단열패널(10)의 외피(12)에 부착되므로 대략 5mm~100mm 사이의 게이지가 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 단열패널 검사장비를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널 검사장비(100)는 상술한 진공 단열패널(10)에 흡착되는 흡착부(111)를 구비하며 내부에 중공부(112)가 형성된 본체(110)와, 상기 흡착부(111)가 상기 진공 단열패널(10)에 흡착된 상태에서 상기 중공부(112)를 진공으로 유지하기 위해 상기 중공부(112)의 공기를 흡입하는 흡입수단(120)과, 상기 본체(110)와 진공 단열패널(10)에 의해 밀페된 중공부(112) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력계(125)를 더 구비할 수 있다.
상기 본체(110)는 소정의 강성을 가지도록 플라스틱 또는 금속재와 같은 소재로 형성될 수 있다. 상기 본체(110)의 외형은 원통형, 육면체형 등으로 형성될 수 있으나 모든 면이 일정한 압력을 받도록 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 본체(110)의 하단에 형성되는 흡착부(111)는 진공 단열패널(10)과 밀착한 후 흡착될 수 있도록 탄성을 가지는 고무재질 등으로 형성될 수 있다. 상기 흡착부(111)는 그 단면이 돔 형상을 가져 상기 흡착부(111)를 누르게 되면 상기 흡착부와 진공 단열패널 사이에 진공이 형성되는 진공 흡착부로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 본체(110)의 내부에는 중공부(112)가 형성되고, 상기 중공부(112)의 내부에는 게이지(130) 등의 장치가 마련된다. 상기 본체(110)의 상부 중앙부에는 본체(110)와 진공 단열패널(10)에 의해 밀페된 중공부(112) 내부의 공기를 흡입하기 위해 공기 배출홀(113)이 마련된다. 그리고 상기 공기 배출홀(113)은 연결관(115)에 의해 흡입수단(120)과 연결된다.
상기 흡입수단(120)으로는 본체(110)와 진공 단열패널(10)에 의해 밀페된 중공부(112) 내부의 공기를 흡입하여 상기 중공부(112)를 진공상태로 만들기 위한 공기흡입펌프 등이 사용될 수 있다.
한편 본체(110)와 진공 단열패널(10)에 의해 밀페된 중공부(112) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력계(125)가 구비될 수 있다. 따라서 상기 흡입수단(120)으로 중공부(112) 내부의 공기를 흡입함에 따라 상기 중공부(112) 내부의 압력을 즉각적으로 측정할 수 있다.
한편 게이지(130)는 상기 중공부(112) 내부에서 상기 진공 단열패널(10)에 부착되어 상기 진공 단열패널(10) 내부의 압력과 상기 중공부(112) 내부의 압력의 비에 따라 외피(12)가 상기 심재(11)의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하게 된다.
도 3은 본체(110)의 내부에 형성된 중공부(112) 내부의 압력과 게이지(130)에 작용하는 힘의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이 중공부(112) 내부에 음압이 걸리지 않으면 외피(12)가 상기 심재(11)의 중심 방향으로만 당겨지기 때문에 상기 게이지(130)에는 큰 힘이 작용하게 된다.
그러나 상기 중공부(112) 내부의 압력이 점차 낮아짐에 따라 중공부(112) 내부의 압력과 상기 진공 단열패널(10) 내부의 압력은 점차 동일해지게 된다. 만일 중공부(112) 내부의 압력이 10-4torr가 되어 중공부(112) 내부의 압력과 진공 단열패널(10) 내부의 압력이 동일하게 되면 상기 게이지(130)의 양쪽에서 가해지는 힘이 서로 평형이 되어 상기 게이지(130)에 가해지는 힘은 0이 된다.
그리고 중공부(112) 내부의 압력이 진공 단열패널(10) 내부의 압력보다 낮아지게 되면 상기 게이지(130)에는 상측으로 작용하는 힘이 발생하기도 한다.
따라서 진공 단열패널(10)이 불량인지를 검사할 때에 흡입수단(120)을 이용하여 중공부(112) 내부의 압력이 10-4torr가 되도록 한 후, 상기 게이지(130)에 작용하는 힘이 0이 되는지를 보고 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널의 검사방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 도 4에 도시된 순서도를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열패널의 검사방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 진공 단열패널의 검사방법은 진공 단열패널(10)의 일측면에 게이지(130)를 부착시키는 단계(S110)와, 상기 게이지(130)에서 상기 진공 단열패널(10)의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하는 단계(S150)를 포함할 수 있다. 이때에는 외피(12)가 상기 심재(11)의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정함으로써 진공 단열패널(10)의 불량 여부를 검사할 수 있다.
한편 상기 게이지(130)에서 상기 진공 단열패널(10)의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하는 단계(S150) 이전에 중공부(112)가 형성된 본체(110)를 상기 게이지(130)를 감싸면서 상기 진공 단열패널(10)에 부착하는 단계(S120)와, 상기 본체(110)가 상기 진공 단열패널(10)에 부착된 상태에서 상기 중공부(112)를 진공으로 형성하는 단계(S130)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 중공부(112)를 진공으로 형성하는 단계 이후에 상기 중공부(112) 내부의 압력을 변화시키는 단계(S140)를 더 포함할 수 있다. 이때에는 상기 진공 단열패널(10) 내부의 압력과 상기 중공부(112) 내부의 압력의 비에 따라 외피(12)가 상기 심재(11)의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정함으로써 진공 단열패널(10)의 불량 여부를 검사할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 진공 단열패널 검사장비 및 진공 단열패널의 검사방법에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 진공 단열패널 검사장비 110: 본체
120: 흡입수단 130: 게이지
140: 표시계

Claims (6)

  1. 심재와 상기 심재를 둘러싸며 내부가 진공이 되도록 밀폐하는 외피로 형성되는 진공 단열패널의 외피에 부착되어 상기 외피가 상기 심재의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하는 게이지와,
    상기 게이지가 측정한 힘을 수치로 표시하는 표시계와,
    상기 진공 단열패널에 흡착되는 흡착부를 구비하며 내부에 중공부가 형성된 본체와,
    상기 흡착부가 상기 진공 단열패널에 흡착된 상태에서 상기 중공부를 진공으로 유지하기 위해 상기 중공부의 공기를 흡입하는 흡입수단을 포함하는 진공 단열패널의 검사장비.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중공부 내부의 압력을 측정하기 위한 압력계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 단열패널의 검사장비.
  4. 진공 단열패널의 일측면에 게이지를 부착시키는 단계와,
    중공부가 형성된 본체를 상기 게이지를 감싸면서 상기 진공 단열패널에 부착하는 단계와,
    상기 본체가 상기 진공 단열패널에 부착된 상태에서 상기 중공부를 진공으로 형성하는 단계와,
    상기 게이지에서 상기 진공 단열패널의 중심 방향으로 당겨지는 힘을 측정하는 단계를 포함하는 진공 단열패널의 검사방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0622326Y2 (ja) * 1989-05-17 1994-06-15 大同ほくさん株式会社 健康管理可能な入浴設備
JP2007331056A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Sharp Corp 真空吸着装置および吸引力推定方法

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