KR101759835B1

KR101759835B1 - 히트 파이프

Info

Publication number: KR101759835B1
Application number: KR1020160056436A
Authority: KR
Inventors: 박재영
Original assignee: 박재영
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2017-07-31

Abstract

본 발명은 미리 정한 길이로 잘라서 원하는 길이로 제작한 방열을 위한 본체 안에 매체를 충전하여 히트 파이프로 사용할 수 있게 구성하므로, 매체를 충전하기 위해 별도의 용기를 제작하지 않아도 되므로 구조가 간단할 뿐만 아니라 저렴하게 제작하여 사용할 수 있게 한다. 특히, 본 발명은 본체 안에 매체를 주입할 수 있게 하는 주입 구멍이 형성된 마감판을 본체와 같은 재질의 제1 층과 마감 볼트와 같은 재질의 제2 층 구조로 제작하고, 본체 안에 매체를 주입한 다음 마감 볼트가 제1 층과 접촉하지 않게 한 상태로 주입 구멍에 고주파 융착하여 일체로 구성하므로, 같은 재질을 고주파 융착하여 융착 성능을 높여 매체가 새지 않게 하여 열 교환 효과를 높일 수 있게 한다.

Description

히트 파이프{HEAT PIPE}

본 발명은 히트 파이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방열을 위해 방열 핀이 형성된 본체에 바로 매체를 주입할 수 있게 구성하고, 특히 개방된 양쪽에는 각각 본체와 같은 재질의 제1 마감판과 매체 주입을 위한 마감 볼트를 고주파 융착할 수 있는 이종 재질의 제2 마감판으로 마감함으로써, 구조가 간단하면서도 원하는 길이만큼 쉽게 제작하여 편리하게 사용할 수 있고, 또한 마감 볼트와 같은 재질의 마감판에 고주파 융착하므로 매체의 밀봉 효과를 높일 수 있게 한 것이다.

히트 파이프는 내부에 채운 유체(매체)의 증발을 통해 열을 전달하는 장치로, 구리나 알루미늄보다도 열 전달 속도가 빠른 것으로 알려졌다. 특히, 발열 부분의 열은 방열판을 통해 신속하게 이동하므로 냉각 효과를 더욱 높일 수 있다. 이에, 아래의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에는 이러한 히트 파이에 관한 기술이 개시되어 있다.

(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2008-0071812호

히트파이프를 이용한 냉각장치를 구비한 LED조명 조립체에 관한 것으로서, 밀봉된 상태의 내부에 매체를 구비하고, 흡열 면, 밀봉 면 및 측면을 가지는 원기둥 형태이며, 상기 흡열 면과 밀봉 면을 관통하는 내측 관 부재에 의해 관통 공이 형성된 히트파이프, 적어도 하나의 LED를 구비하며, 상기 LED의 작동시 발생하는 열을 상기 히트 파이프에 전달하도록 상기 히트파이프의 흡열 면에 결합하되, 상기 LED에 연결된 전선이 상기 관통 공을 통하여 히트파이프를 통과하게 결합한 LED결합체. 상기 히트파이프의 측면에 결합하여 상기 히트파이프에 전달된 열을 외부로 발산하는 방열부 및 상기 히트파이프의 관통 공을 통과한 전선에 결합하고, 외부의 전기공급원과 결합할 수 있는 전기연결부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

(특허문헌 2) 한국공개특허 제10-2014-0128034호

진공 상태에서 고주파 용접 방식을 채택하여 매질이 유입된 용기를 밀폐시킬 수 있게 함으로써, 구성이 간단하면서도 진공 상태에서의 마감 작업이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 이로 인하여 생산성과 작업효율을 향상시킬 수 있는 조명용 히트 파이프 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 조명용 히트 파이프의 제조방법은, 일정량의 매질을 저장하기 위한 용기와 일면에 주입구멍이 관통되게 형성된 마감덮개를 구비하는 제1단계; 상기 용기의 개구된 단부를 마감덮개로 마감하는 제2단계; 상기 주입구멍을 통해 매질을 용기 내부에 주입하는 제3단계; 주입된 유체를 냉각시키는 제4단계; 및 상기 용기를 진공 분위기 안에 집어넣고 주입구멍을 고주파 용접하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

(특허문헌 3) 한국공개특허 제 10-2016-0025637호

지열 열교환을 위한 파이프가 개시된다. 지열 열교환을 위한 파이프는, 내부에 열교환을 위한 액체를 순환시키기 위한 루프 파이프부, 및 루프 파이프부의 단면 측면에 부착되어 그 측면에서 연장형성된 지열 교환 플랜지부를 포함한다. 이러한 지열 열교환 파이프는, 종래의 지열 열교환 파이프에 비해 열 교환 효율이 뛰어난 장점이 있고, 단위 면적당 열교환 파이프의 설치 양을 줄여도 동일한 성능을 낼 수 있는 지열 열교환 장치를 만들 수 있다.

하지만, 기존 히트 파이프(또는 열교환 파이프)는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 실질적으로 열 교환이 이루어지는 매체 역할을 하는 유체를 저장하기 위한 공간(용기)과 이 공간을 둘러싸게 하여 실제 방열 작용을 하는 방열 부재를 별도로 제작해야 한다.

(2) 즉, 기존 히트 파이프는 매체를 주입하여 밀폐한 용기에 방열 부재를 끼워서 히트 파이프를 제작해야 하므로, 제조 과정이 복잡할 뿐만 아니라 각각 따로 제작한 밀폐 용기와 방열 부재를 조립해야 해서 조립 효율이 떨어진다.

(3) 또한, 매체를 밀봉하기 위한 용기는 매체의 압력과 매체에 견딜 수 있는 강성을 가져야 하므로, 방열 효과를 높이기 위한 방열 부재의 재질과 달라 결합에 어려움이 있다.

(4) 특히, 이처럼 재질이 다른 경우 열팽창 정도가 다르므로 결합 부분이 분리되거나 깨져서 조립 불량으로 이어질 우려가 있다.

(5) 밀폐 용기와 방열 부재를 별도로 제작해야 하므로, 그만큼 제조비용이 많이 필요할 뿐만 아니라 제조와 조립에도 시간이 더 걸려 생산성을 떨어뜨린다.

한국공개특허 제10-2008-0071812호 (공개일 : 2008.08.05) 한국공개특허 제10-2014-0128034호 (공개일 : 2014.11.05) 한국공개특허 제 10-2016-0025637호 (공개일 : 2016.03.09)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 미리 정한 길이로 잘라서 원하는 길이로 제작한 방열을 위한 본체 안에 매체를 충전하여 히트 파이프로 사용할 수 있게 구성하므로, 매체를 충전하기 위해 별도의 용기를 제작하지 않아도 되므로 구조가 간단할 뿐만 아니라 저렴하게 제작하여 사용할 수 있게 한 히트 파이프를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 본체 안에 매체를 주입할 수 있게 하는 주입 구멍이 형성된 마감판을 본체와 같은 재질의 제1 층과 마감 볼트와 같은 재질의 제2 층 구조로 제작하고, 본체 안에 매체를 주입한 다음 마감 볼트가 제1 층과 접촉하지 않게 한 상태로 주입 구멍에 고주파 융착하여 일체로 구성하므로, 같은 재질을 고주파 융착하여 융착 성능을 높여 매체가 새지 않게 하여 열 교환 효과를 높일 수 있게 한 히트 파이프를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 히트 파이프는, 양쪽 면이 개방되고 전체 외주 면에 여러 개의 방열 핀(110)이 미리 정한 간격을 두고 일체로 압출 성형하여 미리 정한 길이로 잘라서 사용하는 알루미늄 재질의 본체(100); 상기 본체(100)의 개방된 한쪽에 융착하여 밀봉하며, 본체(100)와 같은 재질로 이루어진 제1 마감판(200); 및 상기 본체(100)와 같은 재질로 이루어지고 한쪽 면에 관통 구멍(320)이 형성된 제1 층(300')과, 스테인리스강으로 이루어지고 상기 관통 구멍(320)과 겹쳐지게 이보다 작은 크기로 주입 구멍(310)이 형성된 제2 층(300')이 브레이징 융착하여 이루어진 제2 마감판(300)을 포함하되;, 상기 제2 마감판(300)은 제2 층(300")이 본체(100) 안을 향하도록 상기 제1 층(300')의 가장자리를 본체(100)의 개방된 다른 한쪽에 융착하고;, 상기 주입 구멍(310)에는 본체(100) 안에 진공 상태에서 매체를 채운 다음 스테인리스강으로 이루어진 마감 볼트(311)가 관통 구멍(320)에 접촉하지 않게 장착하여 고주파 융착으로 마감한 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 히트 파이프는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 열 교환 기능을 하는 본체에 직접 매체를 충전하여 히트 파이프를 제작하므로 구조가 간단하다. 특히, 기존 히트 파이프는 이 매체를 별도로 충전하여 밀폐해야 하는 구조이므로, 방열 부재와 별도로 충전 용기를 제작해야 하므로 구조가 복잡할 뿐만 아니라 제조비용이 많이 필요하나, 본 발명은 매체를 충전할 용기를 별도로 제작하지 않아도 되므로 제조 비용을 줄이면서도 쉽게 제작할 수 있다.

(2) 매체 충전 후에 새지 않게 마감하는 마감 볼트를 이와 같은 재질의 마감판 층에 고주파 융착하므로, 매체의 밀봉 효과를 높일 수 있다.

[도 1]은 본 발명에 따른 히트 파이프의 전체 구성을 보여주기 위해 분해한 사시도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 히트 파이프의 결합 상태를 보여주기 위한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 발명에 따른 히트 파이프는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 본체(100), 제1 마감판(200), 그리고 제2 마감판(300)을 포함한다.

특히, 상기 본체(100)는 내부에 방열을 위한 매체를 충전할 수 있게 형성하고, 개방된 한쪽을 이 본체(100)와 같은 재질로 이루어진 제1 마감판(200)으로 밀봉할 수 있게 융착한다.

또한, 상기 제2 마감판(300)은 본체(100)와 같은 재질의 제1 층(300')과 마감 볼트(311)와 같은 재질의 제2 층(300")을 브레이징 융착한 것을 이용하고, 본체(100) 안에 매체를 충전한 다음 마감 볼트(311)를 제1 층(300')과 접촉하지 않게 하면서 같은 재질의 제2 층(300")에 고주파 융착하므로 기밀 성능을 높일 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본체(100)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 양쪽이 개방되고, 외주에 미리 정한 간격으로 여러 개의 방열 핀(110)을 일체로 형성한다. 특히, 이러한 본체(100)는 알루미늄과 같은 방열 재질로 제작하여 방열 효과를 얻을 수 있게 제작한다.

특히, 상기 본체(100)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 그 폭 단면이 실린더 형상으로 이루어지면서 그 외주에 방열 핀(110)이 바깥으로 돌출하게 구성함으로써, 압출과 사출 등의 방법으로 길이 부재 형태로 쉽고 대량으로 제작할 수 있게 구성하고, 때에 따라 적절한 길이로 잘라서 제작할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

이처럼 이루어진 본체(100)는, [도 2]와 같이, 내부에 방열을 위한 열 교환이 이루어질 수 있도록 매체가 충전되며, 개방된 양쪽에는 각각 후술할 제1 마감판(200)과 제2 마감판(300)이 융착 고정된다. 여기서, 매체는 주변 온도나 내부 온도의 변화 등으로 휘발성능을 가진 물질, 예를 들어서 메탄올·아세톤·물 또는 수은과 같은 물질로, 본 발명이 속한 기술분야에서 열교환 매체로 사용하는 것이라면 어떠한 것이라도 충전하여 사용하는 유체를 의미한다. 그리고, 이러한 매체의 충전 방법은 진공 상태에서 본체(100) 안에 매체를 충전한 다음 마감하는 통상의 기술로 수행한다.

제1 마감판(200)은, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 본체(100)의 개방된 한쪽을 마감하여 그 안에 매체를 충전할 공간을 마련하기 위한 마감판이다.

이러한 제1 마감판(200)은 본체(100)의 개방된 한쪽을 마감하여 그 안에 충전한 매체가 새지 않게 할 수 있는 재질이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 하지만, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제1 마감판(200)은 본체(100)와 같은 재질로 제작하여, 제1 마감판(200)을 본체(100)에 밀봉하여 융착할 때 같은 재질로서 융착이 잘 될 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

제2 마감판(300)은, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 본체(100)와 같은 재질의 제1 층(300')과, 마감 볼트(311)와 같은 재질의 제2 층(300")을 브레이징 융착한 것을 사용한다. 여기서, 브레이징(Brazing) 공법은 놋쇠납이나 은납 등을 접착제로 사용하여 이 접착제를 용해해서 접합하는 용접 방법의 하나로 이종 재질의 경우에도 융착 효과를 얻을 수 있는 통상의 기술을 말한다.

이때, 상기 제1 층(300')에는 한쪽 면에 관통 구멍(320)을 형성한다. 관통 구멍(320)은 마감 볼트(311)가 후술할 제2 층(300")에 형성한 주입 구멍(310)에 끼워서 마감할 수 있게 하기 위한 구멍이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 관통 구멍(320)은 마감 볼트(311)를 주입 구멍(310)에 장착하거나 고주파 융착할 때 마감 볼트(311)가 제1 층(300')과 접촉하지 않을 정도의 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 통상 제1 층(300')은 알루미늄으로 제작하고 마감 볼트(311)는 스테인리스강으로 제작하므로 서로 융착이 되지 않을 뿐만 아니라 주입 구멍(310)과 마감 볼트(311) 사이의 고주파 융착을 방해하여 본체(100) 안에 충전한 매체가 새어 나올 우려가 있기 때문이다.

또한, 상기 제2 층(300")은 상술한 관통 구멍(320)과 겹치게 주입 구멍(310)을 형성한다. 주입 구멍(310)은 매체를 본체(100) 안으로 충전할 때 사용하고, 매체 충전 후에는 마감 볼트(311)로 마감하여 매체가 새지 않게 하기 위한 구멍이다. 이러한 주입 구멍(310)은 상술한 관통 구멍(320)보다 작게 제작하여 마감 볼트(311)가 관통 구멍(320)과 접촉하지 않게 구성한다.

이와 같이 이루어진 제2 마감판(300)은 제2 층(300")이 본체(100) 안을 향하게 장착하고, 제1 층(300')의 가장자리를 본체(100)의 한쪽에 융착한다. 이때, 본체(100)와 제1 층(300')은 같은 재질이므로 쉽게 융착할 수 있다. 그리고, 상기 주입 구멍(310)에는 이 주입 구멍(310)을 통해 본체(100) 안에 매체를 주입한 다음 마감 볼트(311)로 마감한다. 이때의 마감은 고주파 융착을 스테인리스강으로 이루어진 제2 층(300")과 마감 볼트(311) 사이의 융착력을 높이면서 매체가 새지 않게 한다.

따라서, 본 발명은 열교환을 위해 사용하는 본체에 매체를 충전하여 사용하므로 구조가 간단할 뿐만 아니라 그만큼 필요없는 구성을 없앨 수 있어 제조비용을 주일 수 있고, 스테인리스강으로 이루어진 마감 볼트를 같은 재질로 이루어진 마감판에 고주파 융착하므로 융착 효과를 높여 매체가 새지 않고 밀봉 효과를 높일 수 있다.

100 : 본체
110 : 방열 핀
200 : 제1 마감판
300 : 제2 마감판
300' : 제1 층
300" : 제2 층
310 ; 주입 구멍
311 : 마감 볼트
320 : 관통 구멍

Claims

양쪽 면이 개방되고 전체 외주 면에 여러 개의 방열 핀(110)이 미리 정한 간격을 두고 일체로 압출 성형하여 미리 정한 길이로 잘라서 사용하는 알루미늄 재질의 본체(100); 상기 본체(100)의 개방된 한쪽에 융착하여 밀봉하며, 본체(100)와 같은 재질로 이루어진 제1 마감판(200); 및 상기 본체(100)와 같은 재질로 이루어지고 한쪽 면에 관통 구멍(320)이 형성된 제1 층(300')과, 스테인리스강으로 이루어지고 상기 관통 구멍(320)과 겹쳐지게 이보다 작은 크기로 주입 구멍(310)이 형성된 제2 층(300")이 브레이징 융착하여 이루어진 제2 마감판(300)을 포함하되,
상기 제2 마감판(300)은 제2 층(300")이 본체(100) 안을 향하도록 상기 제1 층(300')의 가장자리를 본체(100)의 개방된 다른 한쪽에 융착하고,
상기 주입 구멍(310)에는 본체(100) 안에 진공 상태에서 매체를 채운 다음 스테인리스강으로 이루어진 마감 볼트(311)가 관통 구멍(320)에 접촉하지 않게 장착하여 고주파 융착으로 마감한 한 것을 특징으로 하는 히트 파이프.