KR101201235B1 - 진공 단열체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 진공 단열체는, 상부판재와 하부판재 사이에 접촉되도록 개재된 지지체를 포함하는 진공단열체이고, 지지체는, 상부판재와 하부판재 사이에 설치되는 내부 지지체; 내부 지지체의 하단에서 상단 방향으로 절곡연장되는 다수의 제1 외부 지지체; 및 내부 지지체의 상단에서 하단 방향으로 절곡연장되는 다수의 제2 외부 지지체를 포함하고, 제1 외부 지지체의 상단은 상부판재에 연결되고, 제2 외부 지지체의 하단은 하부판재에 연결된다.

Description

진공 단열체{VACCUM INSULATION PANEL}

본 발명은 진공 단열체에 관한 것이다.

현재 인류는 화석연료 고갈에 따른 에너지 부족과 이산화탄소 배출에 의한 지구 온난화 현상이 큰 문제로 대두되고 있다. 또한, 현재 에너지 효율향상에 대한 연구는 한계에 이르렀고, 새로운 에너지원에 대한 연구가 에너지정책의 차원에서 큰 관심사가 되어 대체에너지에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나, 대체 에너지의 수급율은 1%를 넘지 못하고 그 효율 또한 미비하기 때문에, 다른 방향에서 이러한 문제를 해결할 필요가 있다.

현재 인류가 소비하고 있는 에너지 총량의 절반은 주거 및 상업용 건물의 냉난방에 사용되고 있다. 따라서, 냉난방 에너지의 절감이 현재의 에너지 부족 위기를 타개할 수 있는 가장 효과적인 방안이라고 할 수 있다. 만약, 냉난방 에너지 손실을 1/4 정도로 줄이면 우리가 겪어야 하는 에너지 부족과 이산화탄소 배출 문제를 동시에 해결할 수 있을 것이다. 그러므로, 에너지 손실을 줄일 수 있는 혁신적인 방법으로서 진공 단열체를 사용하는 것이 가장 효과적인 방법이라 볼 수 있다. 이러한 우수한 성능의 진공 단열체는 에너지 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 단열체의 두께를 감소시킬 수 있으므로, 그 만큼 건물이나 가전제품, 저장시설에서 내부공간을 확보할 수 있다. 따라서, 진공 단열체는 에너지효율 차원에서뿐만 아니라 효과적인 공간활용을 위해서도 유용하게 사용될 수 있다.

한편, 기존의 진공 단열체의 내부 지지체로 사용되는 폴리우레탄폼, 글라스울이나 실리카겔과 같은 벌크타입의 재료는, 랜덤한 구조를 가짐으로 인하여 열 전달을 증가시키는 잉여의 재료를 가지고 있다. 그러나, 종래의 벌크 타입을 내부 지지체로 사용하는 진공 단열체의 내부구조를 통한 열전달 경로가 단순할 뿐만 아니라, 그 내부구조간의 접촉저항으로 인하여 진공 단열체의 단열 성능이 저하되어 그 역할을 수행하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 진공 단열체 내부의 지지체 구조 사이의 열전달 경로를 보다 길게 하고 더욱 복잡하게 하여 열저항을 높이고 단열성능을 향상시킬 수 있는 진공 단열체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 관한 발명인 진공 단열체는, 상부판재와 하부판재 사이에 접촉되도록 개재된 지지체를 포함하는 진공단열체이고, 상기 지지체는, 상기 상부판재와 상기 하부판재 사이에 설치되는 내부 지지체; 상기 내부 지지체의 하단에서 상단 방향으로 절곡연장되는 다수의 제1 외부 지지체; 및 상기 내부 지지체의 상단에서 하단 방향으로 절곡연장되는 다수의 제2 외부 지지체를 포함하고, 상기 제1 외부 지지체의 상단은 상기 상부판재에 연결되고, 상기 제2 외부 지지체의 하단은 상기 하부판재에 연결된다.

따라서, 청구항 1에 관한 발명인 진공 단열체에 의하면, 상부판재와 하부판재 사이에 제1 외부 지지체와 제2 외부 지지체를 내부 지지체로 연결하여, 진공 단열체 내부의 열전달 경로를 복잡하게 만들어 열저항을 높이고, 단열성능을 향상시킬 수 있다.

청구항 2에 관한 발명인 진공 단열체는, 청구항 1에 관한 발명인 진공 단열체에 있어서, 상기 제1 외부 지지체 및 상기 제2 외부 지지체는 상기 내부 지지체의 둘레방향으로 동일한 간격으로 배치되고, 상기 제1 외부 지지체와 상기 제2 외부 지지체는 상기 내부 지지체의 둘레방향으로 번갈아 배치된다.

따라서, 청구항 2에 관한 발명인 진공 단열체에 의하면, 상부판재로부터 지지체에 열이 전달되는 간격을 일정하게 하고, 지지체로부터 하부판재에 열이 전달되는 간격을 일정하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 진공 단열체 내부의 지지체 구조 사이의 열전달 경로를 보다 길게 하고 더욱 복잡하게 하여 열저항을 높이고 단열성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열체의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 지지체의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 지지체의 열전달 경로를 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 단열체의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 지지체의 구조를 나타내는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 진공 단열체는, 상부판재(100), 하부판재(200) 및 지지체(300)를 포함한다.

상부판재(100) 및 하부판재(200)는 서로 소정의 간격을 두고 평행하게 위치한다. 여기서, 상부판재(100) 및 하부판재(200)는 그 하면 또는 상면에 지지체(300)를 형성할 수 있도록 평행하게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상부판재(100)와 하부판재(200) 사이에는 지지체(300)가 삽입된다.

지지체(300)는, 상부판재(100)와 하부판재(200) 사이에 접촉되도록 게재되는데, 내부 지지체(310), 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d), 및 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)를 가진다. 즉, 내부에는 내부 지지체(310)가 형성되어 있고, 외부에는 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d)와 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)가 형성되어 있다.

내부 지지체(310)는 원기둥 형상이고, 상부판재(100)와 하부판재(200) 사이에 수직으로 설치된다. 내부 지지체(310)의 상단은 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)에 연결되고, 내부 지지체(310)의 하단은 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d)에 연결된다.

다수의 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d)는 내부 지지체(310)의 하단에서 상단 방향으로 절곡연장된다. 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d)의 상단은 상부판재에 연결된다.

다수의 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)는 내부 지지체(310)의 상단에서 하단 방향으로 절곡연장된다. 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)의 하단은 하부판재(200)에 연결된다.

다수의 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d) 및 다수의 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)는 내부 지지체(310)의 둘레방향으로 동일한 간격으로 배치되고, 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d)와 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)는 내부 지지체(310)의 둘레방향으로 번갈아 배치된다.

또한, 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d)와 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)는, 내부 지지체(310)의 둘레방향으로 서로 동일한 간격으로 배치된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d) 및 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)가 각각 4개인 경우, 내부 지지체(310)의 둘레방향으로 45도 간격으로 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d)와 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)가 번갈아 배치된다.

도 3은 도 2의 지지체의 열전달 경로를 나타내는 사시도이다. 도 3을 참조하면, 내부 지지체(310)가 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d) 및 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)에 연결된 구조는, 상부판재(100)로부터 하부판재(200)까지 열이 전달되는 경로가 왕복되는 형상을 갖는다.

열전달 경로를 살펴보면, 상부판재(100)로부터 하부판재(200)까지 열이 전달된다고 할 때(A→B→C→D→E), 상부판재(100)에 연결된 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d)의 상단을 통하여 내부 지지체(310)의 하단으로 열이 전달되고, 내부 지지체(310)의 상단에 연결된 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)의 상단을 통하여 하부판재(200)로 열이 전달된다. 이와 같이, 상부판재(100)와 하부판재(200) 사이에서 내부 지지체(310)의 상단 및 하단을 각각 제2 외부 지지체(330a, 330b, 330c, 330d)와 제1 외부 지지체(320a, 320b, 320c, 320d)로 연결함으로써, 상부판재(100)로부터 하부판재(200)로 열이 직접 전달되는 경로보다 긴 열전달 경로를 가지게 된다.

한편, 본 발명에 따른 진공 단열체를 구성하는 지지체의 재료로서, 기계적 강도와 열전도 계수의 비가 큰 폴리머(Polymer)를 사용한다. 보다 상세하게는, 폴리머 중 기계적 강도와 열전도 계수의 비가 큰 물질인 폴리카보네이트 (Polycarbonate)나 폴리이미드(Polyimide)를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 도시되어 있지는 않지만, 본 발명에 따른 진공 단열체는, 외피재를 통하여 상부판재 및 하부판재의 외측을 덮는다. 여기서, 외피재는 외부로부터 진공 단열체의 내부로 가스가 투과되는 것을 막는 역할을 하고, 가스 투과도가 낮아 진공도를 장기간 유지할 수 있는 외피재가 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 외피재는 진공포장재로 일반적으로 사용되는 PET(Polyethylene Terephthalate), LDPE (Lowdensity Polyethylene), 알루미늄, LLDPE(Linear-Lowdensity Polyethylene)가 적층된 필름이 사용될 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 진공 단열체에 의하면, 진공 단열체의 내부의 지지체 구조 간의 열전달 경로를 보다 길게 하고 더욱 복잡하게 하여 열저항을 높이고, 단열성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

100 : 상부판재
200 : 하부판재
300 : 지지체
310 : 내부 지지체
320a, 320b, 320c, 320d : 제1 외부 지지체
330a, 330b, 330c, 330d : 제2 외부 지지체

Claims (2)

1. 상부판재와 하부판재 사이에 접촉되도록 개재된 지지체를 포함하는 진공단열체이고,
   상기 지지체는,
   상기 상부판재와 상기 하부판재 사이에 설치되는 내부 지지체;
   상기 내부 지지체의 하단에서 상단 방향으로 절곡연장되는 다수의 제1 외부 지지체; 및
   상기 내부 지지체의 상단에서 하단 방향으로 절곡연장되는 다수의 제2 외부 지지체를 포함하고,
   상기 제1 외부 지지체의 상단은 상기 상부판재에 연결되고, 상기 제2 외부 지지체의 하단은 상기 하부판재에 연결된,
   진공 단열체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 외부 지지체 및 상기 제2 외부 지지체는 상기 내부 지지체의 둘레방향으로 동일한 간격으로 배치되고,
   상기 제1 외부 지지체와 상기 제2 외부 지지체는 상기 내부 지지체의 둘레방향으로 번갈아 배치되는,
   진공 단열체.

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