KR101564143B1 - 열전달 감소를 위한 진공 단열유리 - Google Patents
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Abstract
일 실시예에 따른 진공 단열유리에 있어서, 서로 이격되어 평행하게 배열되는 상부유리 및 하부유리, 상기 상부유리 및 하부유리의 가장자리를 가장자리를 감싸서 상기 상부유리와 하부유리 사이를 밀폐시키는 밀폐부, 및 상기 밀폐부와 접하고, 상부유리와 하부유리 가장자리에 배치되어서, 상부유리와 하부유리 사이 공간 단열하는 진공단열부를 포함하여, 열전달을 줄이고 강도를 높일 수 있다. 또한, 상기 밀폐부와 이격되게 배치되고, 상기 상부유리 및 하부유리와 접하여 상기 밀폐부를 둘러싸는 외부 보강부를 더 포함할 수 있다.
유리를 포함한 다른 재료로 구성될 수 있는 진공 단열판은, 제1 판, 상기 제1 판과 이격되어 평행하게 위치하는 제2 판, 및 상기 제1 판과 상기 제2 판의 가장자리에 위치되어, 상기 제1 판과 제2 판 사이 공간을 밀폐하고 단열하는 밀폐부를 포함할 수 있다.
유리를 포함한 다른 재료로 구성될 수 있는 진공 단열판은, 제1 판, 상기 제1 판과 이격되어 평행하게 위치하는 제2 판, 및 상기 제1 판과 상기 제2 판의 가장자리에 위치되어, 상기 제1 판과 제2 판 사이 공간을 밀폐하고 단열하는 밀폐부를 포함할 수 있다.
Description
아래의 실시예들은 열전달을 줄이고 파쇄 강도를 높이기 위한 진공 단열유리 및 진공 단열판에 관한 것이다.
일반적인 단열유리로는 상하부 유리판 사이에일정공간을 두고 외기압에 가까운 건조공기를 주입하여 열교환 현상을 억제하는 복층유리가 가장 많이 사용되고 있고 보다 단열성능을 높이기 위해 3겹의 유리를 사용하는 삼중유리도 사용된다. 건조공기 대신 보다 열전도도가 작은 아르곤 가스 또는 크립톤 가스를 주입하여 열관류율 1.0W/m2K이하의 고단열 유리를 제조하기도 하지만 가격면에서 너무 고가이다.
또한 유리표면에 방사율이 낮은 금속산화막을 코팅하여 여름에는 외부의 강한 적외선과 자외선의 일부를 반사시켜 태양복사열을 차단하고 겨울철에는 실내의 열을 다시 실내로 반사시켜 열손실을 줄이는 저방사유리도 있다.
이와 관련된 선행기술로, 등록특허 제0461088호에는 단열복층유리 및 진공복층유리를 개시하고 있으며, 단열효과를 높이기 위하여 유리 사이에 건조공기 또는 회가스를 주입하여 복층유리 전체를 두껍게 하지 않고 단열효과를 높이는 형태의 단열복층유리 구조를 개시하고 있다.
또한 유리표면에 방사율이 낮은 금속산화막을 코팅하여 여름에는 외부의 강한 적외선과 자외선의 일부를 반사시켜 태양복사열을 차단하고 겨울철에는 실내의 열을 다시 실내로 반사시켜 열손실을 줄이는 저방사유리도 있다.
이와 관련된 선행기술로, 등록특허 제0461088호에는 단열복층유리 및 진공복층유리를 개시하고 있으며, 단열효과를 높이기 위하여 유리 사이에 건조공기 또는 회가스를 주입하여 복층유리 전체를 두껍게 하지 않고 단열효과를 높이는 형태의 단열복층유리 구조를 개시하고 있다.
일 실시예에 따른 진공 단열유리를 이용하여, 유리로 구분되는 실내 공간과 외부 공간 사이의 열전달을 줄이고 충격에 대응하는 강도를 높이고자 한다.
일 실시예에 따른 진공 단열판을 이용하여, 유리를 포함한 플라스틱 또는 목재 등으로 구성되는 이중 단열판 구조에 의하여 구분되는 실내 공간과 외부 공간 사이의 열전달을 줄이고 충격에 대응하는 강도를 높이고자 한다.
일 실시예에 따른 진공 단열판을 이용하여, 유리를 포함한 플라스틱 또는 목재 등으로 구성되는 이중 단열판 구조에 의하여 구분되는 실내 공간과 외부 공간 사이의 열전달을 줄이고 충격에 대응하는 강도를 높이고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 진공 단열유리에 있어서, 서로 이격되어 평행하게 배열되는 상부유리 및 하부유리, 상기 상부유리 및 하부유리의 가장자리를 가장자리를 감싸서 상기 상부유리와 하부유리 사이를 밀폐시키는 밀폐부, 및 상기 밀폐부와 접하고, 상부유리와 하부유리 가장자리에 배치되어서, 상부유리와 하부유리 사이 공간 단열하는 진공단열부를 포함하여, 열전달을 줄이고 강도를 높일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 상부유리 및 하부유리의 거리를 일정하게 유지하는 하나 이상의 내부기둥을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부는 상부유리와 접하는 상부 부재, 하부 유리와 접하는 하부 부재, 및 상부 하부 부재 연결하는 측면 부재 포함하며, 상기 상부부재, 하부부재, 및 측면 부재는 'ㄷ'자 형상을 이룰 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부는 상부유리와 접하는 상부 부재, 하부 유리와 접하는 하부 부재, 및 상부 하부 부재 연결하는 측면 부재 포함하며, 상기 측면 부재는 상기 상부유리와 상기 하부유리 사이의 공간으로 인입되어, 상기 상부부재, 하부부재, 및 측면 부재는 'M'자 형상을 이룰 수 있다.
일측에 따르면, 상기 진공 단열부는 상기 밀폐부의 내측과 상기 공간 사이에 배치될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 진공단열부는 상기 밀폐부의 외측을 감싸도록 배치될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부와 이격되게 배치되고, 상기 상부유리 및 하부유리와 접하여 상기 밀폐부를 둘러싸는 외부 보강부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부와 외부보강부 사이 공간에 추가적인 진공단열부가 구비될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부의 재질은 스테인리스 스틸을 포함하고, 상기 진공단열부의 재질은 울, 흄드 실리카 또는 우레탄 폼 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 진공 단열판은, 제1 판, 상기 제1 판과 이격되어 평행하게 위치하는 제2 판, 및 상기 제1 판과 상기 제2 판의 가장자리에 위치되어, 상기 제1 판과 제2 판 사이 공간을 밀폐하고 단열하는 밀폐부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부는 프레임 및 단열재로 구성되고,
상기 프레임은 제1판 및 제2판 가장자리를 감싸서 상기 제1판과 제2판을 사이를 밀폐시키며, 상기 단열재는 상기 프레임과 접하고, 제1판과 제2판의 가장자리에 배치되어서, 제 1판과 제 2판 사이 공간 단열할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 상부유리 및 하부유리의 거리를 일정하게 유지하는 하나 이상의 내부기둥을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부는 상부유리와 접하는 상부 부재, 하부 유리와 접하는 하부 부재, 및 상부 하부 부재 연결하는 측면 부재 포함하며, 상기 상부부재, 하부부재, 및 측면 부재는 'ㄷ'자 형상을 이룰 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부는 상부유리와 접하는 상부 부재, 하부 유리와 접하는 하부 부재, 및 상부 하부 부재 연결하는 측면 부재 포함하며, 상기 측면 부재는 상기 상부유리와 상기 하부유리 사이의 공간으로 인입되어, 상기 상부부재, 하부부재, 및 측면 부재는 'M'자 형상을 이룰 수 있다.
일측에 따르면, 상기 진공 단열부는 상기 밀폐부의 내측과 상기 공간 사이에 배치될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 진공단열부는 상기 밀폐부의 외측을 감싸도록 배치될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부와 이격되게 배치되고, 상기 상부유리 및 하부유리와 접하여 상기 밀폐부를 둘러싸는 외부 보강부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부와 외부보강부 사이 공간에 추가적인 진공단열부가 구비될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부의 재질은 스테인리스 스틸을 포함하고, 상기 진공단열부의 재질은 울, 흄드 실리카 또는 우레탄 폼 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 진공 단열판은, 제1 판, 상기 제1 판과 이격되어 평행하게 위치하는 제2 판, 및 상기 제1 판과 상기 제2 판의 가장자리에 위치되어, 상기 제1 판과 제2 판 사이 공간을 밀폐하고 단열하는 밀폐부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 밀폐부는 프레임 및 단열재로 구성되고,
상기 프레임은 제1판 및 제2판 가장자리를 감싸서 상기 제1판과 제2판을 사이를 밀폐시키며, 상기 단열재는 상기 프레임과 접하고, 제1판과 제2판의 가장자리에 배치되어서, 제 1판과 제 2판 사이 공간 단열할 수 있다.
일 실시예에 따른 진공 단열유리를 이용하여, 유리로 구분되는 실내 공간과 외부 공간 사이의 열전달을 줄일 수 있고 충격에 대응하는 강도를 높일 수 있다.
일 실시예에 따른 진공 단열판을 이용하여, 유리를 포함한 플라스틱 또는 목재 등으로 구성되는 이중 단열판 구조에 의하여 구분되는 실내 공간과 외부 공간 사이의 열전달을 줄일 수 있고 충격에 대응하는 강도를 높일 수 있다.
일 실시예에 따른 진공 단열판을 이용하여, 유리를 포함한 플라스틱 또는 목재 등으로 구성되는 이중 단열판 구조에 의하여 구분되는 실내 공간과 외부 공간 사이의 열전달을 줄일 수 있고 충격에 대응하는 강도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공단열유리의 단면도이다.
도 2는 밀폐부와 진공단열부가 'M' 자 형상을 가진 진공단열유리의 단면도이다.
도 3은 밀폐부를 둘러싸는 외부보강부를 더 포함하는 진공단열유리의 단면도이다.
도 4는 밀폐부와 상기 외부보강부 사이에 진공단열부를 더 포함하는 진공단열유리의 단면도이다.
도 2는 밀폐부와 진공단열부가 'M' 자 형상을 가진 진공단열유리의 단면도이다.
도 3은 밀폐부를 둘러싸는 외부보강부를 더 포함하는 진공단열유리의 단면도이다.
도 4는 밀폐부와 상기 외부보강부 사이에 진공단열부를 더 포함하는 진공단열유리의 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 고안의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 고안에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 고안의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 사용한다.
덧붙여 명세서 전체에서, 어떤 구성요소를 '포함' 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부유리와 하부유리의 가장자리에 진공단열부가 있는 진공단열유리의 단면도이다.
도 1에서 도시된 진공단열유리는 상부유리(110), 하부유리(120), 밀폐부 (140), 및 진공단열부(150) 을 포함한다. 또한, 상부유리판(110)과 하부유리판(120) 사이의 공간을 진공으로 만들기 위해 대기압을 견딜 수 있도록 지지해주는 내부기둥(130)을 포함할 수 있다.
상부유리(110) 및 하부유리(120)은 서로 이격되어 평행하게 배열될 수 있으며, 상기 밀폐부(140)은 상기 상부유리 및 하부유리의 가장자리를 감싸서 상기 상부유리와 하부유리 사이를 밀폐시킬 수 있으며, 상기 진공단열부(150)은 상기 밀폐부와 접하고 상부유리와 하부유리 가장자리에 배치될 수 있다.
상기 밀폐부는 상부유리와 접하는 상부 부재(141), 하부 유리와 접하는 하부 부재(142), 및 상부 하부 부재 연결하는 측면 부재(143)을 포함할 수 있으며, 도 1에서 도시한 바와 같이 'ㄷ'자 형상을 이룰 수 있다.
보다 상세하게, 상기 진동단열부(150) 상부 하부 유리의 끝단에 위치한 가장자리에서부터 밀폐부(140) 사이에 존재할 수 있는 공간을 채우게 되며 이를 통해, 단순히 밀폐부로(140)로 상부 하부 유리의 측면을 감싸는 경우보다 열전달 계수를 낮추게 되어 단열 효과를 높일 수 있다.
상기 밀폐부(140)는 상부 유리(하부 유리) 둘레에 걸쳐서 형성되며, 상부 부재(141)는 상부유리의 전면의 테두리 쪽에 부착될 수 있도록 액자 형상을 가질 수 있으며, 일부는 공기와 마주치는 쪽 상부유리의 테두리에 부착되고 일부는 측면부재(143)와 결합할 수 있도록 상부유리보다 더 바깥쪽으로 연장하게 된다. 상기 하부 부재(142) 또한 하부유리의 전면의 테두리 쪽에 부착될 수 있도록 액자 형상을 가질 수 있으며, 일부는 공기와 마주치는 쪽 하부유리의 테두리에 부착되고 일부는 측면부재(143)와 결합할 수 있도록 하부유리보다 더 바깥쪽으로 연장하게 된다.
상기 측면 부재 (143)은 사각 또는 그 이외의 프레임 형태로 형성될 수 있으며, 상기 상부 부재(141) 및 하부 부재(142)와 결합한다. 결합하는 방식은 몰딩, 용접 또는 연결부재를 이용한 결합방식 등 어떠한 결합 방식도 가능하며, 다만 상부 하부 유리 사이에 진공 효과를 가지기 위하여 밀폐될 수 있어야 한다.
상기 밀폐부(140)의 재료는 스테인리스스틸을 포함할 수 있으며, 상기 진공단열부(150)의 재료는 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼 등을 포함할 수 있다.
다음으로는 상기 밀폐부가 상부 하부 유리에 어떻게 접합되는지에 대하여 설명한다. 상기 밀폐부(140)와 상부유리 및 하부유리의 진공을 유지하면서 결합하기 위하여 상부유리 및 하부유리의 외부공기와 마주치는 바깥 면을 밀폐부(140)의 내측 면과 직접 고온 열 접합 방식으로 붙일 수 있다.
진공단열유리에서 새로운 실링 방법인 상하부 유리판에 스테인리스스틸을 이용하여 고온의 열로 접합하여 기밀을 유지시키는 방법은 스테인리스 스틸의 산화막과 유리의 주요 구성성분인 SiO2는 고온에서 서로간의 화학적 결합에 의해 안정된 구조층을 형성하여 완벽하게 접합할 수 있다. 일반적인 방법인 저융점유리를 이용하여 가장자리실링을 할 시에는 형체가 고정되어 상하부 유리의 작은 온도차에도 파단이 일어나기 쉽지만 상기 밀폐부의 재료를 열팽창계수가 동일한 얇은 스테인리스스틸 판을 사용하여 상하부 유리와 접합을 시키면 스테인리스스틸 판이 유연하기 때문에 지속되는 열응력에 잘 견딜 수 있다.
또한, 상기 밀폐부의 재료를 스테인리스스틸로 사용하는 경우에 상기 진공단열부(150)가 필요한 이유에 대하여 다음과 같이 설명한다. 유리의 열전도계수가 1mW/mㅇK인것에 비해 스테인리스스틸의 열전도계수는 15mW/mㅇK로 약 15배정도 열전도가 잘되기 때문에 가장자리를 타고 흐르는 열이 상당히 많다. 그러므로 이 가장자리를 통한 열전달량을 줄이는 것이 무엇보다도 필요하다. 이를 줄이기 위한 방법으로는 상부유리 및 하부유리와 스테인리스스틸이 서로 접촉하는 부분에 열이 잘 흐르지 않도록 진공단열부(150)를 삽입하는 것이다. 특히 상기 진공단열부(150)에 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼과 같은 내부 충진재로 사용되는 재료를 사용하면 진공에서의 열전도계수가 2~5mW/mㅇK 이므로 더욱 효과적으로 유리에서 스테인리스스틸로 가는 열전도를 막을 수 있기 때문에 진공단열유리의 단열성능을 극대화할 수 있다.
도 2는 상기 'M' 자 형상의 밀폐부(140)와 진공단열부(150)를 가진 진공단열유리의 단면도이다.
상기 밀폐부(140)는 상부유리와 접하는 상부부재(141), 하부부재와 접하는 하부부재(142), 및 상부부재와 하부부재를 연결하는 측면부재(143)으로 구성되며, 상기 측면부재(143)는 상부유리 및 하부유리 사이의 내측 공간으로 인입된다.
상기 밀폐부(140)의 형상을 'M'자 형상을 가지게 하는 이유를 다음과 같이 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이 'M'자 형상을 가지게 되면 밀폐부(140)의 길이가 길게 되기 때문에 열전달이 되는 경로가 길어지게 되어 가장자리를 통한 열전달을 줄일 수 있다. 그러나 이때 밀폐부(140) 길이가 길어지면 내부를 진공으로 만들 때 빨려 들어가 유리판의 안쪽 면에 직접접촉 하는 경우가 발생할 수 있으므로, 이를 막기 위해 상부 하부유리의 가장자리뿐만 아니라 밀폐부(140)와 상하부유리 사이에도 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼과 같은 진공단열부를 삽입하여 상부하부유리에서 밀폐부(140)와 직접 열전달 되는 것을 막을 수 있다.
도 3은 상기 밀폐부(140)를 둘러싸는 외부보강부(160)를 더 포함한 진공단열유리의 단면을 나타낸 도면이다.
외부보강부(160)는 밀폐부(140)를 둘러싸고 밀폐부와 닿지 않도록 이격 되며, 상부유리 및 하부 유리 접하게 된다. 외부 보강부(160)의 형상은 밀폐부(140)의 형상처럼 'ㄷ'형상 또는 'M'형상을 가질 수 있으며, 그 이외의 형상을 가질 수 있다. 외부보강부(160)는 밀폐부(140)사이는 진공이거나 일반 공기로 채워질 수 있으며, 반드시 진공일 필요는 없다.
상기 외부보강부(160)의 역할은 외부의 충격이나 하중 등에 의한 파손으로부터 보호하려고 하는 것이다. 여기서 외부보강부의 재료를 (160) PVC등의 플라스틱으로 사용할 수 있으며. 이러한 플라스틱 재료는 접착제등의 방법으로 쉽게 붙일 수 있다.
도 4는 상기 밀폐부(140)와 상기 외부보강부(160) 사이에 진공단열부(180)를 더 포함한 진공단열유리의 단면을 나타낸 도면이다.
구별을 쉽게 하기 위하여, 밀폐부(140)와 상부하부유리 사이에 위치하는 진공단열부(150)을 제 1 진공단열부, 밀폐부(140)와 외부보강부(160)사이에 위치하는 진공단열부(180)을 제 2 진공단열부로 칭할 수 있다.
상기 제 2진공단열부(180)는 제 1 진공단열부(150)과 마찬가지로 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼 등의 재료를 포함할 수 있다.
상기 제 2진공단열부(180)를 상기 밀폐부(140)와 상기 외부보강부(160) 사이에 위치시킴으로써, 제 1진공단열부(150)가 단열하는 과정만으로는 부족한 단열효과를 더 극대화 시킬 수 있다.
다음으로는 일 실시예에 따른 진공 단열판에 대하여 설명한다.
진공 단열판의 구조는, 제 1판과, 상기 제1 판과 이격되어 평행하게 위치하는 제2 판, 및 상기 제1 판과 상기 제2 판의 가장자리에 위치되어, 상기 제1 판과 제2 판 사이 공간을 밀폐하고 단열하는 밀폐부를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 밀폐부는 프레임 및 단열재로 구성되고, 상기 프레임은 제1판 및 제2판 가장자리를 감싸서 상기 제1판과 제2판을 사이를 밀폐시키며, 상기 단열재는 상기 프레임과 접하고, 제1판과 제2판의 가장자리에 배치되어서, 제 1판과 제 2판 사이 공간 단열할 수 있다.
상기 판의 재료로 유리를 포함한 목재, 플라스틱, 금속 또는 이들의 이중 또는 삼중으로 결합된 어떠한 재료를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 단열재는 앞에서 설명한 진공단열유리의 밀폐부(150)와 같은 역할을 할 수 있으며, 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼 등의 재료를 포함할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 고안의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 사용한다.
덧붙여 명세서 전체에서, 어떤 구성요소를 '포함' 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부유리와 하부유리의 가장자리에 진공단열부가 있는 진공단열유리의 단면도이다.
도 1에서 도시된 진공단열유리는 상부유리(110), 하부유리(120), 밀폐부 (140), 및 진공단열부(150) 을 포함한다. 또한, 상부유리판(110)과 하부유리판(120) 사이의 공간을 진공으로 만들기 위해 대기압을 견딜 수 있도록 지지해주는 내부기둥(130)을 포함할 수 있다.
상부유리(110) 및 하부유리(120)은 서로 이격되어 평행하게 배열될 수 있으며, 상기 밀폐부(140)은 상기 상부유리 및 하부유리의 가장자리를 감싸서 상기 상부유리와 하부유리 사이를 밀폐시킬 수 있으며, 상기 진공단열부(150)은 상기 밀폐부와 접하고 상부유리와 하부유리 가장자리에 배치될 수 있다.
상기 밀폐부는 상부유리와 접하는 상부 부재(141), 하부 유리와 접하는 하부 부재(142), 및 상부 하부 부재 연결하는 측면 부재(143)을 포함할 수 있으며, 도 1에서 도시한 바와 같이 'ㄷ'자 형상을 이룰 수 있다.
보다 상세하게, 상기 진동단열부(150) 상부 하부 유리의 끝단에 위치한 가장자리에서부터 밀폐부(140) 사이에 존재할 수 있는 공간을 채우게 되며 이를 통해, 단순히 밀폐부로(140)로 상부 하부 유리의 측면을 감싸는 경우보다 열전달 계수를 낮추게 되어 단열 효과를 높일 수 있다.
상기 밀폐부(140)는 상부 유리(하부 유리) 둘레에 걸쳐서 형성되며, 상부 부재(141)는 상부유리의 전면의 테두리 쪽에 부착될 수 있도록 액자 형상을 가질 수 있으며, 일부는 공기와 마주치는 쪽 상부유리의 테두리에 부착되고 일부는 측면부재(143)와 결합할 수 있도록 상부유리보다 더 바깥쪽으로 연장하게 된다. 상기 하부 부재(142) 또한 하부유리의 전면의 테두리 쪽에 부착될 수 있도록 액자 형상을 가질 수 있으며, 일부는 공기와 마주치는 쪽 하부유리의 테두리에 부착되고 일부는 측면부재(143)와 결합할 수 있도록 하부유리보다 더 바깥쪽으로 연장하게 된다.
상기 측면 부재 (143)은 사각 또는 그 이외의 프레임 형태로 형성될 수 있으며, 상기 상부 부재(141) 및 하부 부재(142)와 결합한다. 결합하는 방식은 몰딩, 용접 또는 연결부재를 이용한 결합방식 등 어떠한 결합 방식도 가능하며, 다만 상부 하부 유리 사이에 진공 효과를 가지기 위하여 밀폐될 수 있어야 한다.
상기 밀폐부(140)의 재료는 스테인리스스틸을 포함할 수 있으며, 상기 진공단열부(150)의 재료는 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼 등을 포함할 수 있다.
다음으로는 상기 밀폐부가 상부 하부 유리에 어떻게 접합되는지에 대하여 설명한다. 상기 밀폐부(140)와 상부유리 및 하부유리의 진공을 유지하면서 결합하기 위하여 상부유리 및 하부유리의 외부공기와 마주치는 바깥 면을 밀폐부(140)의 내측 면과 직접 고온 열 접합 방식으로 붙일 수 있다.
진공단열유리에서 새로운 실링 방법인 상하부 유리판에 스테인리스스틸을 이용하여 고온의 열로 접합하여 기밀을 유지시키는 방법은 스테인리스 스틸의 산화막과 유리의 주요 구성성분인 SiO2는 고온에서 서로간의 화학적 결합에 의해 안정된 구조층을 형성하여 완벽하게 접합할 수 있다. 일반적인 방법인 저융점유리를 이용하여 가장자리실링을 할 시에는 형체가 고정되어 상하부 유리의 작은 온도차에도 파단이 일어나기 쉽지만 상기 밀폐부의 재료를 열팽창계수가 동일한 얇은 스테인리스스틸 판을 사용하여 상하부 유리와 접합을 시키면 스테인리스스틸 판이 유연하기 때문에 지속되는 열응력에 잘 견딜 수 있다.
또한, 상기 밀폐부의 재료를 스테인리스스틸로 사용하는 경우에 상기 진공단열부(150)가 필요한 이유에 대하여 다음과 같이 설명한다. 유리의 열전도계수가 1mW/mㅇK인것에 비해 스테인리스스틸의 열전도계수는 15mW/mㅇK로 약 15배정도 열전도가 잘되기 때문에 가장자리를 타고 흐르는 열이 상당히 많다. 그러므로 이 가장자리를 통한 열전달량을 줄이는 것이 무엇보다도 필요하다. 이를 줄이기 위한 방법으로는 상부유리 및 하부유리와 스테인리스스틸이 서로 접촉하는 부분에 열이 잘 흐르지 않도록 진공단열부(150)를 삽입하는 것이다. 특히 상기 진공단열부(150)에 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼과 같은 내부 충진재로 사용되는 재료를 사용하면 진공에서의 열전도계수가 2~5mW/mㅇK 이므로 더욱 효과적으로 유리에서 스테인리스스틸로 가는 열전도를 막을 수 있기 때문에 진공단열유리의 단열성능을 극대화할 수 있다.
도 2는 상기 'M' 자 형상의 밀폐부(140)와 진공단열부(150)를 가진 진공단열유리의 단면도이다.
상기 밀폐부(140)는 상부유리와 접하는 상부부재(141), 하부부재와 접하는 하부부재(142), 및 상부부재와 하부부재를 연결하는 측면부재(143)으로 구성되며, 상기 측면부재(143)는 상부유리 및 하부유리 사이의 내측 공간으로 인입된다.
상기 밀폐부(140)의 형상을 'M'자 형상을 가지게 하는 이유를 다음과 같이 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이 'M'자 형상을 가지게 되면 밀폐부(140)의 길이가 길게 되기 때문에 열전달이 되는 경로가 길어지게 되어 가장자리를 통한 열전달을 줄일 수 있다. 그러나 이때 밀폐부(140) 길이가 길어지면 내부를 진공으로 만들 때 빨려 들어가 유리판의 안쪽 면에 직접접촉 하는 경우가 발생할 수 있으므로, 이를 막기 위해 상부 하부유리의 가장자리뿐만 아니라 밀폐부(140)와 상하부유리 사이에도 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼과 같은 진공단열부를 삽입하여 상부하부유리에서 밀폐부(140)와 직접 열전달 되는 것을 막을 수 있다.
도 3은 상기 밀폐부(140)를 둘러싸는 외부보강부(160)를 더 포함한 진공단열유리의 단면을 나타낸 도면이다.
외부보강부(160)는 밀폐부(140)를 둘러싸고 밀폐부와 닿지 않도록 이격 되며, 상부유리 및 하부 유리 접하게 된다. 외부 보강부(160)의 형상은 밀폐부(140)의 형상처럼 'ㄷ'형상 또는 'M'형상을 가질 수 있으며, 그 이외의 형상을 가질 수 있다. 외부보강부(160)는 밀폐부(140)사이는 진공이거나 일반 공기로 채워질 수 있으며, 반드시 진공일 필요는 없다.
상기 외부보강부(160)의 역할은 외부의 충격이나 하중 등에 의한 파손으로부터 보호하려고 하는 것이다. 여기서 외부보강부의 재료를 (160) PVC등의 플라스틱으로 사용할 수 있으며. 이러한 플라스틱 재료는 접착제등의 방법으로 쉽게 붙일 수 있다.
도 4는 상기 밀폐부(140)와 상기 외부보강부(160) 사이에 진공단열부(180)를 더 포함한 진공단열유리의 단면을 나타낸 도면이다.
구별을 쉽게 하기 위하여, 밀폐부(140)와 상부하부유리 사이에 위치하는 진공단열부(150)을 제 1 진공단열부, 밀폐부(140)와 외부보강부(160)사이에 위치하는 진공단열부(180)을 제 2 진공단열부로 칭할 수 있다.
상기 제 2진공단열부(180)는 제 1 진공단열부(150)과 마찬가지로 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼 등의 재료를 포함할 수 있다.
상기 제 2진공단열부(180)를 상기 밀폐부(140)와 상기 외부보강부(160) 사이에 위치시킴으로써, 제 1진공단열부(150)가 단열하는 과정만으로는 부족한 단열효과를 더 극대화 시킬 수 있다.
다음으로는 일 실시예에 따른 진공 단열판에 대하여 설명한다.
진공 단열판의 구조는, 제 1판과, 상기 제1 판과 이격되어 평행하게 위치하는 제2 판, 및 상기 제1 판과 상기 제2 판의 가장자리에 위치되어, 상기 제1 판과 제2 판 사이 공간을 밀폐하고 단열하는 밀폐부를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 밀폐부는 프레임 및 단열재로 구성되고, 상기 프레임은 제1판 및 제2판 가장자리를 감싸서 상기 제1판과 제2판을 사이를 밀폐시키며, 상기 단열재는 상기 프레임과 접하고, 제1판과 제2판의 가장자리에 배치되어서, 제 1판과 제 2판 사이 공간 단열할 수 있다.
상기 판의 재료로 유리를 포함한 목재, 플라스틱, 금속 또는 이들의 이중 또는 삼중으로 결합된 어떠한 재료를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 단열재는 앞에서 설명한 진공단열유리의 밀폐부(150)와 같은 역할을 할 수 있으며, 글라스 울, 흄드 실리카, 우레탄 폼 등의 재료를 포함할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (11)
- 열전달을 줄이고 파쇄 강도를 높이기 위한 진공 단열유리에 있어서,
서로 이격되어 평행하게 배열되는 상부유리 및 하부유리;
상기 상부유리 및 하부유리의 가장자리를 감싸서 상기 상부유리와 하부유리 사이를 밀폐시키는 밀폐부;
상기 밀폐부와 접하고, 상부유리와 하부유리 가장자리에 배치되어서, 상부유리와 하부유리 사이 공간 단열하는 진공단열부; 및
상기 밀폐부와 이격되게 배치되고, 상기 상부유리 및 하부유리와 접하여 상기 밀폐부를 둘러싸는 외부 보강부를 포함하고,
상기 밀폐부는 스테인리스 재질로 구성되고,
상기 밀폐부와 외부보강부 사이 공간에 추가적인 진공단열부가 구비되고,
상기 밀폐부 및 외부보강부의 내측 면은, 상기 상부유리 및 하부유리의 외부공기와 마주치는 각각의 바깥 면과 직접 고온 열 접합 방식으로 부착되는,
진공 단열유리.
- 제1항에 있어서,
상기 상부유리 및 하부유리의 거리를 일정하게 유지하는 하나 이상의 내부기둥을 더 포함하는 진공 단열유리.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 밀폐부는 상부유리와 접하는 상부 부재, 하부 유리와 접하는 하부 부재, 및 상부 하부 부재 연결하는 측면 부재 포함하며,
상기 상부부재, 하부부재, 및 측면 부재는 'ㄷ'자 형상을 이루는 진공 단열유리.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 밀폐부는 상부유리와 접하는 상부 부재, 하부 유리와 접하는 하부 부재, 및 상부 하부 부재 연결하는 측면 부재 포함하며,
상기 측면 부재는 상기 상부유리와 상기 하부유리 사이의 공간으로 인입되어, 상기 상부부재, 하부부재, 및 측면 부재는 'M'자 형상을 이루는 진공 단열유리.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 진공 단열부는 상기 밀폐부의 내측과 상기 공간 사이에 배치되는 진공 단열유리.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 진공단열부는 상기 밀폐부의 외측을 감싸도록 배치되는 진공 단열유리.
- 삭제
- 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 진공단열부의 재질은 울, 흄드 실리카 또는 우레탄 폼 중 어느 하나를 포함하는 진공 단열유리.
- 제1 판;
상기 제1 판과 이격되어 평행하게 위치하는 제2 판; 및
상기 제1 판과 상기 제2 판의 가장자리에 위치되어, 상기 제1 판과 제2 판 사이 공간을 밀폐하고 단열하는 밀폐부; 및
상기 밀폐부와 이격되게 배치되고, 상기 제1판 및 제2판과 접하여 상기 밀폐부를 둘러싸는 외부 보강부를 포함하고,
상기 밀폐부는 스테인리스 재질로 구성되고,
상기 밀폐부와 외부보강부 사이 공간에 추가적인 진공단열부가 구비되고,
상기 밀폐부 및 외부보강부의 내측 면은, 상기 제1판과 제 2판의 외부 공기와 마주치는 각각의 바깥 면과 직접 고온 열 접합 방식으로 부착되는
진공 단열판.
- 제10항에 있어서,
상기 밀폐부는 프레임 및 단열재로 구성되고,
상기 프레임은 제1판 및 제2판 가장자리를 감싸서 상기 제1판과 제2판을 사이를 밀폐시키며,
상기 단열재는 상기 프레임과 접하고, 제1판과 제2판의 가장자리에 배치되어서, 제 1판과 제 2판 사이 공간 단열하는 진공단열판.
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