KR101838595B1 - 열전도판을 이용한 난방용 전열관 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전도판을 이용한 난방용 전열관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 통공이 연속적으로 형성되는 열전도판을 열매체가 저장되는 전열관의 상부에 접촉되게 배치시킴으로써, 바닥면 전체에 열을 신속하게 전달하여 실내가 난방될 때까지 소모되는 시간을 획기적으로 줄여 전기소모를 줄이며, 온기를 장기간 보존할 수 있도록 할 뿐만 아니라 전열관에서 발생하는 전자파를 차단할 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관에 관한 것이다.

Description

열전도판을 이용한 난방용 전열관{Heat transfer pipe using heat conduction plate}
본 발명은 열전도판을 이용한 난방용 전열관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 통공이 연속적으로 형성되는 열전도판을 열매체가 저장되는 전열관의 상부에 접촉되게 배치시킴으로써, 바닥면 전체에 열을 신속하고 균일하게 전달하여 실내가 난방될 때까지 소모되는 시간을 획기적으로 줄여 전기소모를 줄이며, 온기를 장기간 보존할 수 있도록 할 뿐만 아니라 전열관에서 발생하는 전자파를 차단할 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관에 관한 것이다.
일반적으로 난방장치는 기름이나 가스를 열원으로 하여 가열된 온수를 순환시켜 난방이 이루어지도록 한다. 그러나, 기름을 열원으로 하는 난방장치의 경우 기름을 보관하는 기름탱크 등이 많은 공간을 차지하므로 효과적인 공간 사용이 어렵고, 가스를 열원으로 하는 난방장치의 경우 가스 폭발의 위험이 발생되는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 등록실용신안공보 제20-0395396호 난방파이프로 구성된 난방용 전열관은 방열관이 구비되는 난방파이프와, 난방파이프의 온도 제어를 위한 제어부로 구성되며, 방열관의 내부에는 열매체와 이를 가열하기 위한 발열선 및 열매체의 온도를 감지하기 위한 온도센서가 구비되고, 방열관의 단부에는 방열관의 내부를 밀폐시키는 마개유닛이 설치된다.
이러한 구성의 종래의 난방용 전열관은 실내 생활을 하는 유치원, 기숙사, 학교 등에 설치되나, 전열관과 실내 바닥표면 사이의 시멘트층이 두꺼움으로써, 난방파이프에서 방출된 열이 시멘트층을 가열하며 실내 바닥면까지 도달하는 시간이 4 ~ 6 시간으로 오래 소요되어서 아침에 전원을 온(ON)시켜 난방용 전열관을 작동시켜도 오후에 되어야 실내가 따뜻해지는 문제가 있다.
또한, 종래의 난방용 전열관은 두꺼운 시멘트층을 가열하고, 그 가열된 열이 실내 바닥표면에 도달하여 실내에 온기를 제공하는 구성이나, 시멘트는 열전달율이 매우 낮은 재질이어서 난방파이프가 존재하는 곳부터 가열되고 상당한 시간이 흐른 후에 난방파이프가 없는 시멘트로 열이 전도되므로 실내 방바닥 표면이 오랜 시간 동안 찬곳과 따뜻한 곳의 온도차이가 매우 크다는 문제가 있다.
나아가, 난방용 전열관은 열선이 내장된 난방파이프에서 방사상으로 열을 방출하므로 실내의 바닥표면에 해당되는 상부의 시멘트층으로 열이 집중되지 않아 실내의 가열에 이용되지 않고 소비되는 열이 많은 문제가 있다.
한편, 종래의 난방용 전열관은 실내 바닥표면까지 가열되는 난방속도가 매우 늦으므로 난방용 전열관을 사용하는 사용자는 생활이 시작되는 아침에 전원을 온(ON)시키지 않고, 그 전날 저녁부터 전방용 전열관을 작동하여 실내를 미리 가열하므로 불필요한 전력소모가 많았다.
또한, 난방용 전열관을 난방파이프 속에 삽입된 열선에 전기를 공급하여 열매체를 가열하는 것이어서 전기에 의하여 가열되는 열선에서 많은 전자파가 배출되고 있으며, 이를 제거하기 위하여 열선 전체에서 외측 표면에 도전성 차폐막을 감싸고그 위에 접지선을 연결하고 있으나, 직경이 작은 열선의 외측에 도전성 차폐막을 감싸는 것이 쉽지 않을 뿐 아니라 차폐막과 접지선을 연결하는 위치에서 접지선이 이탈되는 경우가 발생하여 적절하게 전자파를 제거하기 어려웠다.
나아가 종래의 난방용 전열관은 온도 센서를 열선이 내장된 난방파이프의 외측에 접촉시켜 온도를 측정하고, 온도가 높아지면 전원을 오프(OFF)시키고 온도가 내려가면 전원을 온(ON)시켰으나, 난방용 전열관은 열매체가 순환되지 않아 이불 등으로 방바닥이 덮혀 있는 위치와 공기에 노출되어 있는 위치 사이의 온도 차이가 크게 된다. 이불 등의 위치는 계속 변경되므로 온도센서를 복수개로 구비하여도 공기에 노출된 위치의 전열관에서 온도를 감지할 경우에는 온도가 낮아 전원이 오프(OFF)되지 않고 계속 공급되므로 이불 등으로 덮혀 있는 위치에서 온도가 과도하게 높아져 화재 또는 화상의 위험이 발생될 수 있다.
KR 20-0395396 (등록번호) 2005.09.02. KR 10-1538774 (등록번호) 2015.07.16. KR 10-1623545 (등록번호) 2016.05.17.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,
다수의 통공이 연속적으로 형성된 열전도판을 열매체가 저장되는 난방파이프의 상부에 접촉되게 배치하여 열선이 내장된 난방파이프에서의 열이 열전도판을 통하여 빠르게 바닥면 전체에 전달됨으로써 방바닥 표면 전체가 신속하고 균일하게 난방될 수 있고, 방바닥 표면이 난방될 때까지 소모되는 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 열선이 내장된 난방파이프의 상부에 접촉시킨 열전도판을 방바닥 전체에 배치하여 난방파이프의 열이 열전도판 전체로 신속하게 이동되게 함으로써 난방파이프가 없는 위치에서도 난방파이프가 위치한 시멘트층과 유사하게 속도와 온도로 가열시켜 방바닥 표면 전체에서 균일하고 신속하게 난방할 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열선이 내장된 난방파이프의 상부와 접촉된 열전도판에 형성된 통공으로 타설된 시멘트가 통과될 수 있도록 다수의 통공을 연속적으로 마련하여 작업현장에서 전열관 위에 열전도판을 배치시킨 후에 시멘트를 부어 시멘트층을 시공할 수 있어 작업의 효율성을 높일 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 난방파이프와 열전도판 사이에 열을 전달받아 보관하는 축열관을 마련하여 난방파이프에서 전도된 열이 빠른 속도로 축열관으로 전달되고 넓은 면적으로 열전도판과 접촉되어 실내 방바닥 표면을 더욱 신속하게 가열하고, 축열관과 난방파이프 사이에 가열된 열을 오랫동안 보관할 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열선이 내장된 난방파이프에서 발산된 열이 축열관이 없는 곳에서는 측면 또는 하면에 접촉된 시멘트층(단열재) 보다 열전도율이 높은 열전도판으로 대부분 전달되고, 축열관이 있는 곳에서는 축열관을 경유하여 열전도판으로 전달되어 실내 방바닥 표면을 가열하는데 이용될 수 있어 열효율이 높은 열전도판을 이용한 난방용 전열관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 방바닥 전체에 배치되고 온도가 균일한 열전도판에 온도센서를 부착하여 바닥표면을 덮은 이불 등의 위치에 관계없이 난방용 전열관의 위험 온도를 정확하게 파악하고 전원 스위치를 제어할 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 난방파이프와 접촉된 열전도판을 방바닥 전체에 배치하고 열전도판의 일측에 접지선을 연결하여 난방파이프에 내장된 열선에서 방출되는 전자파를 열전도판으로 흡수하여 접지함으로써 열선 외부 표면에 차폐막을 형성하지 않아도 전자파를 규정 이내로 줄일 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상면이 평평한 축열관을 열전도판 하부에 넓게 위치시켜 열전도판의 쳐짐을 방지하는 동시에 열을 장시간 보관할 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 난방파이프에 내장되는 열선을 복수개로 하여 감지된 온도에 부합하게 전기 제공을 열선별로 할 수 있어 전기 소모를 적게 할 수 있고 온도 제어를 세밀하게 할 수 있는 열전도판을 이용한 난방용 전열관을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 열매체를 가열하는 열선(111)이 삽입되고 긴 길이를 갖는 난방파이프(110)과; 다수의 통공(121)이 연속적으로 형성되며 상기 난방파이프(110) 상부에 접촉되게 배치되는 망형태의 열전도판(120)과; 상기 열전도판(120)의 일측에 접촉되게 위치하여 열전도판(120)의 온도를 감지하는 온도센서(130)와; 상기 온도감지센서(130)로부터 감지된 온도가 일정 이상이 될때에 열선(111)으로의 전기 공급을 오프시키는 스위치와; 하면이 뚫린 직육면체 형상으로 서로 이격되어 다수개로 존재하며, 난방파이프(110) 상부와 접촉되고 열전도판(120)의 하부와 면접촉하며 상기 난방파이프(110)의 길이 방향으로 마련되어 난방파이프(120)로부터 열을 전도받아 열전도판(120)으로 전도하고, 난방파이프(110)에서 방출하는 열을 보관하는 열주머니(141)가 내부에 형성된 축열관(140);을 포함한다.
본 발명의 상기 열전도판(120)은 구리 또는 알루미늄의 금속재질로 이루어지며, 열전도판(120)에 형성된 타공 면적은 열전도판(120)의 금속재질의 면적보다 크다.
본 발명의 열전도판(120)에 형성된 타공으로 시공시 타설되는 시멘트가 통과한다.
본 발명의 상기 축열관(140)의 상면판(142)의 폭 길이는 상기 난방파이프(110)의 직경보다 긴 길이로 이루어진다.
본 발명의 상기 열전도판(120)의 일측에는 접지선이 연결된다.
본 발명의 상기 난방파이프(110)의 하면에는 난방파이프(110)의 길이방향으로 하부지지판(112)이 위치하며, 상기 하부지지판(112)에는 축열관(140)의 측면판(143)의 끝단이 관통하는 장홈(113)이 형성된다.
본 발명의 상기 축열관(140)은 단면이 개방된 하면을 갖는 'ㄷ'자 형상이며, 전방과 후방이 개방된 형태이며, 시공시 타설되는 시멘트에 의하여 개방된 상기 전방과 후방이 폐쇄된다.
따라서, 본 발명의 열전도판을 이용한 난방용 전열관은 다수의 통공이 연속적으로 형성된 열전도판을 열매체가 저장되는 난방파이프 상부와 접촉되게 배치하여 열선이 내장된 난방파이프에서의 열이 열전도판을 통하여 빠르게 바닥면 전체에 열을 전달함으로써 방바닥면 전체가 신속하고 균일하게 난방될 수 있고, 바닥 표면이 난방될 때까지 소모되는 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 열선이 내장된 난방파이프의 상부에 접촉시킨 열전도판을 방바닥 전체에 배치하여 난방파이프의 열이 열전도판 전체로 신속하게 이동되게 함으로써 난방파이프가 없는 위치에서도 난방파이프가 위치한 시멘트층과 비슷한 속도와 온도로 가열시켜 방바닥 표면 전체에서 균일하고 신속하게 난방할 수 있다.
본 발명은 다수의 통공이 연속적으로 형성된 열전도판을 열선이 내장된 난방파이프의 상부와 접촉시켜, 시공현장에서 전열선 위에 열전도판을 배치시킨 후에 상기 통공으로 타설된 시멘트가 통과하며 난방파이프 사이로 들어가 시멘트층을 시공할 수 있으므로 작업의 효율성을 높일 수 있다.
본 발명은 난방파이프와 열전도판 사이에 열을 신속하게 전달받아 보관하는 축열관이 마련되어 난방파이프에서 전도된 열이 빠른 속도로 축열관으로 전달되고 넓은 면적으로 열전도판과 접촉되어 실내 방바닥 표면을 더욱 신속하게 가열하고, 축열관과 난방파이프 사이에 구비되는 열주머니에 의하여 가열된 열을 오랫동안 보관할 수 있다.
본 발명은 열선이 내장된 난방파이프에서 발산된 열이 측면 또는 하면에 접촉된 시멘트층(단열재)보다 열전도율이 높은 열전도판으로 대부분 전달되어 실내 방바닥 표면을 가열하는데 이용될 수 있으므로 열효율이 높은 효과가 있다.
본 발명은 또한, 열선이 내장된 난방파이프에서 발상된 열이 열전도율이 높은 축열관으로 먼저 전도되고 다시 열전도판으로 전도되므로, 발생된 열의 대부분이 실내 방바닥 표면을 가열하는데 이용될 수 있어 열효율이 높은 장점이 있다.
본 발명은 방바닥 전체에서 균일한 온도로 가열되는 열전도판에 온도센서를 부착하여 바닥면을 덮은 이불 등의 위치에 관계없이 위험 온도를 정확하게 파악하고 전원 스위치를 제어할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 전열관과 접촉된 열전도판을 방바닥 전체에 배치하고 열전도판의 일측에 접지선을 연결하여 난방파이프에 내장된 열선에서 방출되는 전자파를 열전도판으로 흡수하여 접지함으로써 전자파를 규정 이내로 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상면이 평평한 축열관을 열전도판 하부에 넓게 위치시켜 열전도판의 쳐짐을 방지하는 동시에 열을 장시간 보관할 수 있다.
본 발명은 난방파이프에 내장되는 열선을 복수개로 하여 감지된 온도에 부합하게 전기 제공을 열선별로 할 수 있어 전기 소모를 적게 할 수 있고 온도 제어를 세밀하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열전도판을 이용한 난방용 전열관이 설치된 상태를 나타내는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열전도판을 이용한 난방용 전열관이 분리된 상태를 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전열관과 축열관의 배치 상태를 나타내는 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열전도판을 이용한 난방용 전열관이 설치된 상태의 단면도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열전도판을 이용한 난방용 전열관에서 열이 이동하는 상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
본 발명의 열전도판을 이용한 난방용 전열관(100)은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이,
단열재(10) 상부에 지그재그 형태로 배치되고, 내부에 열매체가 저장되며, 상기 열매체를 가열하기 위한 두 가닥의 열선(111)이 삽입되는 난방파이프(110)와,
상기 난방파이프(110) 상부에 접촉되게 배치되는 다수의 통공(121)이 연속적으로 형성되는 망형태의 열전도판(120)과,
상기 열전도판(120)의 일측에 접촉되게 위치하여 열전도판(120)의 온도를 감지하는 온도센서(130)와,
상기 온도감지센서(130)로부터 감지된 온도가 일정 이상이 될때에 열선(111)으로의 전기 공급을 오프시키는 스위치(미도시)와,
상면판과 측면판이 평평한 직육면체 형상으로 상기 난방파이프(110)의 상부와 접촉하며 길이방향으로 감싸고, 상기 열전도판(120)의 하부와 면접촉하여 상기 난방파이프(110)으로부터 열을 전달받아 상기 열전도판(120)으로 전달하며, 상기 난방파이프(110)에서 방출하는 열을 보관하는 열주머니(141)가 내부에 형성된 축열관(140)을 포함한다.
이때 난방파이프(110)의 하면에는 난방파이프(110)의 길이방향으로 하부지지판(112)이 배치되며, 상기 하부지지판(112)에는 상기 축열관(140)의 측면판의 하단이 삽입되는 장홈(113)이 형성된다.
상기 열전도판을 이용한 난방용 전열관(100)은 단열재(10) 위에 타설된 시멘트층 하부에 매립 설치되고, 두 가닥의 열선(111)이 구비된 난방파이프(110) 내부에 열매체를 주입하고 그 양단부에 열매체의 누수를 방지하기 위한 밀폐수단을 구비하여 마감처리하게 되며, 상기 열선(111)에 전원을 인가시키게 되면 가열된 열선(111)에 의해 열매체의 온도가 상승되어 실내의 난방을 유도하게 된다.
상기 단열재(10)는 도1 및 도4에 도시된 바와 같이, 모르타르면 위에 위치하며, 난방파이프(110) 하부로의 열손실을 방지하여 단열성을 높이는 역할을 하게 된다.
상기 난방파이프(110)는 주변부에 열을 전달하는 파이프 관으로 이루어져 단열재(10) 위에 지그재그 형태로 배치되되, 약 20cm 간격으로 이격되게 연속적으로 배치된다.
상기 난방파이프(110)는 열전도율이 좋은 금속관으로 동관, 스테인리스 스틸관 등으로 이루어지거나, 또는 내열성이 좋은 합성수지관을 사용하며, 단면이 원형으로 균일하게 형성된다.
상기 열매체는 난방파이프(110) 내부에 위치하며 물, 기름, 부동액 등의 액상의 물질로 열선에서 발생한 열로 가열되어 난방파이프(110)의 표면으로 열을 전달한다. 상기 난방파이프(110)의 양끝단은 제어부가 포함된 전기공급장치(150)와 연결된다.
상기 열선(111)은 상기 난방파이프(110)의 내부에 위치하며, 상기 난방파이프(110)의 길이방향을 따라 배치되며, 전기의 흐름에 따른 내부 저항으로 열을 발생하는 히터의 역할을 한다.
본 발명에 따른 난방파이프(110)은 내부에 열선(111)이 두 가닥으로 설치되며, 선당 약 17-20W/m의 전기가 소모되어, 열선이 한 가닥 설치될 경우보다 선당 소모되는 전기량이 적고, 각각의 열선에 개별적으로 전기공급이 가능하여 화재위험이 낮고 안전성이 높아진다.
종래의 난방용 전열관은 난방파이프가 있는 곳에만 집중적으로 열기가 있고, 주변의 시멘트층으로의 전도가 신속하지 않아 난방파이프가 지나가는 곳의 상부가 먼저 가열되고, 오랜 시간이 흐른 뒤에 방바닥 전체로 열기가 전달되어 방바닥면의 가열속도가 균일하지 않으면서 매우 늦게 가열되는 단점이 있었다.
이에 비하여 본 발명의 난방파이프(110)는 상부에 접촉되게 배치된 열전도판(120)으로 열기가 신속하게 이동하게 되며 열전도율이 높은 재질로 이루어지므로 방바닥 전체에서 균일하게 가열되고, 난방파이프(110)에서 방출되는 열이 방사상으로 방출되지 않고 열전도율이 높은 상부의 열전도판(120)으로 집중되어 전도되므로 열효율이 매우 높아지게 된다.
상기 열전도판(120)은 0.2mm ~ 0.4mm 두께의 매우 얇은 두께이며 방바닥 전체에 걸쳐 구비되고, 내측에 연속적인 어레이로 배열된 다수의 통공(121)이 형성되는 구리판 또는 알루미늄판과 같이 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어져 하부에서 전도된 열을 신속하게 전체 열전도판으로 전달하여, 상기 난방파이프(110)에서 방출하는 열기를 난방파이프(110)에 근접된 위치는 물론 난방파이프(110) 사이의 공간에도 전달하여 방바닥 전체가 균일하게 열을 전달받을 수 있다. 상기 열전도판은 금속재질의 외부에 시멘트와 산화작용을 배제하는 열전도를 높게 하도록 도금을 상부에 하고, 하부에는 열전달을 차단하는 우레탄 코팅을 할 수 있다.
또한, 상기 열전도판(120)은 전자파 차폐수단으로서 상기 열선(111)으로부터 발생되는 전자파를 차단하게 된다. 즉, 열전도판(120)은 열전도율이 높은 구리 또는 알루미늄 재질로 난방파이프(110)에 접촉되어 있고 난방파이프(110) 상부에 전체적으로 배치되어 있으므로 열선(111)에서 방출되는 전자파를 흡수할 수 있고, 이렇게 흡수된 전자파는 열전도판 일측에 연결된 접지선(미도시)에 의하여 제거된다.
따라서, 본 발명은 열선의 외표면을 차폐막으로 둘러쌓고 그 끝단에 접지선으로 연결하지 않아도 전자파를 제거할 수 있게 된다. 난방파이프(110)는 끝단의 밀폐가 매우 중요한 바, 본 발명은 접지선을 배치하지 않으면서 전자파를 제거할 수 있기에 난방파이프의 밀폐력을 더욱 높일 수 있다.
또한, 상기 열전도판(120)은 통공(121)이 어레이 형식으로 연속적으로 배치되므로 통공속으로 시멘트가 빈틈없이 통과될 수 있다. 이러한 열전도판(120)은 본 발명의 시공 효율을 매우 높일 수 있다. 즉, 단열재(10) 위에 난방파이프(110)를 배치시킨 후 열전도판(120)을 올려놓고 시멘트를 타설하여 시멘트층을 형성할때에 통공(121) 사이로 시멘트가 통과하며 들어가 열전도판(120)의 상하를 시멘트와 결합시켜 자연스럽게 시멘트층을 형성시킨다. 상기 열전도판(120)은 시멘트층에 크랙 발생을 감소시키고, 열선(111)에서 발생되는 전자파뿐만 아니라 수맥파를 차단할 수 있다.
본 발명에 따른 열전도판(120)은 통공(121)의 면적이 금속재질이 배치된 면적보다 4 ~ 15 배 정도가 적당하다. 통공의 면적이 금속재질의 면적보다 4배 이하로 적게 되면 시멘트가 열전도판(120) 하단에서 골고루 타설되지 않아 시멘트층의 결합력이 저하되고, 통공의 면적이 금속재질의 면적보다 15배 이상 크게 되면 열전도율이 낮아져서 방바닥 전체에서의 열전달이 균일하게 이루어지지 않는다.
시멘트층의 상단은 방바닥 표면에 해당되며, 이 위에 장판 또는 목재와 같은 바닥마감재로 공사가 마무리 된다.
상기 온도감지센서(130)는 상기 열전도판(120)에 접촉되게 설치된다. 본 발명에서 온도감지센서(130)가 열전도판(120)에 설치되므로 방바닥면의 온도 상태를 전체적으로 알 수 있다. 본 발명의 열전도판(120)은 방바닥 전체에 배치되어 열을 균일하게 제공하므로 열전도판의 온도도 방바닥 전체에서 균일하다. 따라서, 열전도판(120)의 일측에 설치된 온도감지센서는 방바닥 하면의 온도를 제공한다. 방바닥면의 일측에 이불 등이 놓여져 온도가 어느 정도 올라가더라도 이러한 온도 상승은 시멘트층으로 전달되어 다시 열전도판(120)의 온도 상승을 가져오게 되어 방바닥면의 온도 상승을 신속하게 확인할 수 있게 된다.
종래의 난방용 전열관은 온도감지센서가 난방파이프에 부착되므로 난방파이프의 온도만을 감지할 수 있고, 이러한 난방파이프의 온도는 방바닥면의 상태와 위치에 따라 달라질 수 있으므로 화재 위험이 높았으나, 본 발명에 따른 난방용 전열관은 화재 위험이 대폭적으로 감소된다.
온도감지센서(130)의 온도 감지는 스위치의 동작으로 연결된다. 온도감지센서에서 감지된 온도가 결정된 온도 이하일 경우에는 열선에 전기 공급이 계속되고, 결정된 제1온도로 상승하면 2가닥의 열선중 1가닥으로의 전기공급을 중지하며, 결정된 제2온도로 상승하면 2가닥 열선 모두의 전기공급을 중지한다.
따라서, 본 발명은 전열관(110) 내측에 2가닥의 열선(111)을 구비함으로써 온도 변화에 섬세하게 전기공급을 할 수 있어 화재 위험과 전기 소모를 줄일 수 있게 된다.
한편, 온도감지센서(130)와 스위치는 하나의 제품으로 마련할 수 있다. 바이메탈과 같이 온도에 따라 스위칭이 가능한 제품을 사용하면 온도감지센서와 스위칭의 기능을 하나의 제품으로 달성한다.
상기 축열관(140)은 도 3과 같이 난방파이프(110)를 길이방향으로 감싸며 서로 이격되어 다수개로 분할되어 배치된다. 축열관(140)은 하면이 열린 'ㄷ'자 형상의 단면을 가진 직육면체 형상으로 상면판(142)과 양쪽의 측면판(143)이 판판해서 상부에 놓여지는 열전도판(120)과 면접촉된다. 축열관(140)은 전체적으로 난방파이프(110)의 상부와 선접촉하여 열을 전도받으며 난방파이프(110)를 감싸며 난방파이프에서 발산되는 열을 내부의 열주머니(141)에 담지한다. 축열관(140)은 개방된 하면으로 난방파이프(110)가 삽입되고, 양쪽에 형성된 측면판(143)의 하단이 난방파이프(110) 하부에 위치한 하부지지판(112)에 형성된 장홈(113)을 관통한다. 측면판(143)의 높이는 난방파이프(110)의 직경보다 길게 하여 장홈(113)을 통과한 후에 단열재(10)에 고정하게 할 수도 있다. 상기 하부지지판(112)은 난방파이프(110)와 일체로 형성할 수도 있으나 분리되는 것이 바람직하다. 또한, 하부지지판(112)는 열교차단을 할 수 있도록 단열재 소재로 제작되어 시멘트층의 하단에서 열소비가 없도록 한다.
축열관(140)은 연속적으로 위치하지 않으며 난방파이프(110)가 직선으로 배치된 곳에서 서로 이격되게 있는 것이 후술하는 것처럼 축열에 바람직하다.
축열관(140)은 도 5에 도시된 바와 같이 열전도판(120)과 난방파이프(110) 사이에 위치한다. 축열관(140)은 상면판(142)의 폭 길이가 상기 난방파이프(110)의 직경보다 긴 길이로 이루어지고, 열전도율이 높은 재질로 이루어지며, 전후방 및 하면이 개방된 덮개 형태로 이루어져 상기 난방파이프(110)에서 방출하는 열기를 상기 축열관(140) 내부에 형성되는 빈공간으로 이루어지는 열주머니(141)에 가둬 보관할 수 있다.
상기 난방파이프(110)에서 방출된 열은 상부와 접촉된 축열관(140)의 상면으로 전도되며, 축열관(140)의 상면으로 전도된 열은 면접촉하는 열전도판(120)으로 이동된다. 축열관(140)은 처음에는 난방파이프(110)와 접촉되어 난방파이프로부터 직접 열을 전도받으며, 시간이 지나면서 난방파이프(110)의 측면에서 배출되는 열이 축열관(140)의 측면판(143)과 난방파이프 사이 공간인 열주머니(141)의 공기를 가열하고, 이렇게 가열된 열주머니(141)는 오랜 시간 열을 함유하고 있어 전기 공급이 중단되어도 난방 지속시간이 길어지게 된다.
한편, 상기 축열관(140)은 상기 열전도판(120)의 하부에 배치되되, 다수개의 축열관(140)이 난방파이프(110) 상부에서 서로 이격되어 난방파이프의 길이방향을 따라 배치됨으로써, 이격된 사이로 타설된 시멘트가 들어가 상기 축열관(140), 열전도판(120) 및 난방파이프(110)를 밀접하게 결합한다. 타설된 시멘트는 상기 열주머니(141)의 내부로는 시멘트가 들어가지 못하고(일부의 시멘트는 개방된 전후방면으로 들어감) 축열관(140)의 전후방면의 개방된 면을 막아준다. 따라서, 타설된 시멘트에 의하여 축열관은 전후방면이 폐쇄되고 하면이 하부지지판(112)에 의하여 폐쇄되어 열주머니(141)는 전체적으로 폐쇄되며 열을 담지하는 열주머니가 된다.
또한, 상기 축열관(140)은 열전도판(120)의 하면에서 면접촉하며 길이방향으로 길게 형성되므로 열전도판(120)을 아래에서 지지함으로써 열전도판의 쳐짐을 방지한다. 시공시에 열전도판(120)은 내부에 형성된 통공(121)으로 시멘트가 통과하며 위에서 아래로 힘을 받으나 길게 면접촉하는 축열관(140)으로 인하여 아래로 쳐지지 않는다.
이와 같이 열전도판을 이용한 난방용 난방파이프(100)는 단열재(10) 위에서 배치되는 상기 난방파이프(110)의 두께가 약 20mm로 이루어지고, 상기 난방파이프(110)의 상부에 배치되는 약 0.2mm ~ 0.4mm 두께의 열전도판(120)의 상부로 시멘트로 이루어지는 시멘트층(미장층)이 약 20mm로 이루어지되, 상기 열전도판(120)의 하부에 길이방향으로 약 50mm 길이의 축열관(140)을 약 100mm 정도 이격시켜 구비한다. 상기 축열관(140)의 폭의 길이는 약 35mm로 난방파이프(110) 직경의 20mm보다 커서 약 15mm 정도의 공간에 열을 보관하는 열주머니(141)이 형성된다. 한편, 상기 하부지지판(112)은 축열관을 하부에서 고정시키는 역할을 하는 것으로 축열관의 길이방향의 길이보다 길게 하며, 10~20mm 정도 차이나는 것이 바람직하다. 이와 같이 본 발명에 따른 난방용 전열관(100)은 기존과 동일한 두께의 미장층을 가지면서 신속하고 균일하게 열을 제공하면서도 오랜 시간 열을 함유할 수 있는 장점이 았다.
또한, 본 발명은 다수의 통공이 연속적으로 형성된 열전도판을 열매체가 저장되는 난방파이프 상부와 접촉되게 배치하여 열선이 내장된 난방파이프에서의 열이 열전도판을 통하여 빠르게 바닥면 전체에 열을 전달함으로써 방바닥면 전체가 신속하게 난방될 수 있고, 바닥 표면이 난방될 때까지 소모되는 시간을 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 열선이 내장된 난방파이프의 상부에 접촉시킨 열전도판을 방바닥 전체에 배치하여 난방파이프의 열이 열전도판 전체로 신속하게 이동되게 함으로써 난방파이프가 없는 위치에서도 난방파이프가 위치한 시멘트층과 비슷한 속도와 온도로 가열시켜 방바닥 표면 전체에서 종래의 난방용 전열관보다 균일하고 신속하게 난방할 수 있다.
본 발명은 난방파이프가 위치한 열전도판 위에 열을 신속하게 전달받아 보관하는 축열관이 마련되어 전열관에서 열전도판으로 전도된 열이 빠른 속도로 축열관으로 전달되어 실내 방바닥 표면을 더욱 신속하게 가열하고, 축열관과 열전도판 사이에 구비되는 공주머니에 의하여 가열된 열을 오랫동안 보관할 수 있다.
100 : 열전도판을 이용한 난방용 전열관
110 : 난방파이프 111 : 열선
120 : 열전도판 121 : 통공
130 : 온도감지센서
140 : 축열관 141 : 열주머니
150 : 전기공급장치

Claims (7)

  1. 내부에 열매체를 가열하는 열선(111)이 삽입되고 긴 길이를 갖는 난방파이프(110)과;
    다수의 통공(121)이 연속적으로 형성되며 상기 난방파이프(110) 상부에 접촉되게 배치되는 망형태의 열전도판(120)과;
    상기 열전도판(120)의 일측에 접촉되게 위치하여 열전도판(120)의 온도를 감지하는 온도감지센서(130)와;
    상기 온도감지센서(130)로부터 감지된 온도가 일정 이상이 될때에 열선(111)으로의 전기 공급을 오프시키는 스위치와;
    하면이 뚫린 직육면체 형상으로 서로 이격되어 다수개로 존재하며, 난방파이프(110) 상부와 접촉되고 열전도판(120)의 하부와 면접촉하며 상기 난방파이프(110)의 길이 방향으로 마련되어 난방파이프(120)로부터 열을 전도받아 열전도판(120)으로 전도하고, 난방파이프(110)에서 방출하는 열을 보관하는 열주머니(141)가 내부에 형성된 축열관(140);을 포함하며,
    상기 축열관(140)은 단면이 개방된 하면을 갖는 'ㄷ'자 형상으로, 전방과 후방이 개방된 형태이며, 시공시 타설되는 시멘트가 열전도판(120)에 형성된 타공을 통과하여 개방된 상기 전방과 후방을 폐쇄하는 열전도판을 이용한 난방용 전열관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전도판(120)은 구리 또는 알루미늄의 금속재질로 이루어지며,
    열전도판(120)에 형성된 타공 면적은 열전도판(120)의 금속재질의 면적보다 큰 열전도판을 이용한 난방용 전열관.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 축열관(140)의 상면판(142)의 폭 길이는 상기 난방파이프(110)의 직경보다 긴 길이로 이루어지는 열전도판을 이용한 난방용 전열관.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열전도판(120)의 일측에는 접지선이 연결되는 열전도판을 이용한 난방용 전열관.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 난방파이프(110)의 하면에는 난방파이프(110)의 길이방향으로 하부지지판(112)이 위치하며, 상기 하부지지판(112)에는 축열관(140)의 측면판(143)의 끝단이 관통하는 장홈(113)이 형성되는 열전도판을 이용한 난방용 전열관.
  7. 삭제
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