KR102457714B1 - Composite with heat insulation and heat dissipation function and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
이 발명의 복합체는 일정 면적의 공통 플레이트(100)를 사이에 두고 일측면에 형성되는 진공 단열부(200)와 타측면에 형성되어 적용 제품의 열원에서 발생하는 열을 진공상태에서 열전달 매체의 상변화 원리를 이용해 방열하는 진공 방열부(300)를 포함하며, 진공 단열부(200)와 진공 방열부(300)는 공통 플레이트(100)와 각각 용접하여 서로 간에 일체화하되, 진공 방열부(300)의 진공 방열을 위한 용접라인이 진공 단열부(200)의 진공 단열을 위한 용접라인의 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 한다. The composite of this invention is formed on the other side with the vacuum insulating part 200 formed on one side with a common plate 100 of a certain area interposed therebetween, so that the heat generated from the heat source of the applied product is transferred to the phase of the heat transfer medium in a vacuum state. It includes a vacuum heat dissipation unit 300 that radiates heat using a change principle, and the vacuum heat insulating unit 200 and the vacuum heat dissipation unit 300 are welded to the common plate 100 and integrated with each other, but the vacuum heat dissipation unit 300 A welding line for vacuum heat dissipation of the vacuum insulation unit 200 is characterized in that it is located outside the welding line for vacuum insulation.
Description
이 발명은 단열 및 방열기능을 갖는 복합체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적용 제품 및/또는 적용 환경에 따라 제품에서 발생하는 열이 외부로 배출되는 것을 방지하기 위해서는 단열기능이 필요하고, 외부로 배출하기 위해서는 방열기능이 필요한 바, 이상적인 조건에서의 제품 작동이나 환경 조성이 가능하도록 단열기능과 방열기능을 동시에 충족할 수 있는 단열 및 방열기능을 갖는 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite having a heat insulation and heat dissipation function, and more particularly, a heat insulation function is required to prevent heat generated from the product from being discharged to the outside depending on the applied product and/or the applied environment, and is discharged to the outside. In order to achieve this, a heat dissipation function is required, and the present invention relates to a composite having an insulating and heat dissipating function capable of simultaneously satisfying both the insulating function and the heat dissipating function so as to enable product operation or environmental composition under ideal conditions, and a method for manufacturing the same.
진공 단열재(Vacuum Insulation Panel)는 스페이서 역할을 하는 심재를 외피재 속에 충진한 후에 내부를 감압 밀봉한 단열재로서, 열을 전달하는 매질인 공기가 없는 진공상태이기 때문에 단열성능이 매우 우수하다. 심재로는 폴리우레탄 발포체와 같은 유기심재 또는 유리섬유와 같은 무기심재가 이용될 수 있으며, 종래의 일반적인 단열재가 0.031~0.040W/mk의 단열성능을 발휘하는 반면, 진공 단열재는 0.0002~0.015W/mk의 우수한 단열성능을 발휘한다.Vacuum Insulation Panel is an insulator that seals the inside under reduced pressure after filling the core material acting as a spacer in the outer shell material. As the core material, an organic core material such as polyurethane foam or an inorganic core material such as glass fiber can be used, and the conventional general insulation material exhibits thermal insulation performance of 0.031 ~ 0.040W/mk, whereas the vacuum insulation material exhibits thermal insulation performance of 0.0002 ~ 0.015W/mk It exhibits excellent thermal insulation performance of mk.
즉, 진공 단열재는 내부를 진공으로 유지하여 대류 및 전도에 의한 열전달을 줄일 수 있기 때문에, 냉장고의 단열소재나 바이오 의약품 등의 운송 패키지를 비롯하여 건축물의 외벽, 방화도어, 보냉용 상자 등에 적용하거나 적용을 위해 준비 중에 있다. 한편, 진공 단열재 관련 기술로는 공개특허 제2020-0024172호, 제2020-0072257호 및 특허등록 제10-2144484호 등 다양한 기술들이 공개되어 있다.That is, since the vacuum insulator can reduce heat transfer by convection and conduction by maintaining a vacuum inside, it is applied or applied to the outer wall of buildings, fire doors, and cold storage boxes, as well as transportation packages such as insulation materials for refrigerators and biopharmaceuticals. are preparing for On the other hand, various technologies such as Patent Publication Nos. 2020-0024172, 2020-0072257, and Patent Registration No. 10-2144484 have been disclosed as vacuum insulation-related technologies.
한편, 히트파이프는 은, 구리, 알루미늄 등의 고열전도성 금속에 비해 열전도성이 우수하여 컴퓨터의 CPU와 같이 특정 위치의 발열부를 냉각시키거나, 특정 열을 회수하고자 하는 경우 등 다양한 분야에서 유용하게 적용되고 있다. 이러한 히트파이프는 스테인리스, 구리, 알루미늄 등과 같은 금속소재로 형성된 관형태의 하우징과, 하우징의 내부에 수용되는 작동유체로 구성된다.On the other hand, heat pipes have excellent thermal conductivity compared to high thermal conductivity metals such as silver, copper, and aluminum, so they are usefully applied in various fields such as cooling a heating part at a specific location such as a computer CPU or recovering specific heat. is becoming Such a heat pipe is composed of a tubular housing formed of a metal material such as stainless steel, copper, aluminum, or the like, and a working fluid accommodated in the housing.
따라서, 하우징의 일측에서 열을 가하면, 해당 가열부의 내부 공간에서 작동유체가 증발되고, 증발된 증기는 열이 가해지지 않는 타측으로 신속히 이동하여 응축됨으로써, 가열부(증발부)의 열이 잠열(latent heat) 형태로 응축부에 전달되도록 하는 역할을 한다. Therefore, when heat is applied from one side of the housing, the working fluid is evaporated in the inner space of the heating unit, and the evaporated steam is rapidly moved to the other side where heat is not applied and condensed, so that the heat of the heating unit (evaporation unit) is converted into latent heat ( It serves to transfer to the condensing unit in the form of latent heat.
또한, 하우징의 내부에는 하우징의 내면으로부터 소정길이 돌출된 판형의 윅(wick)이 형성된다. 따라서, 하우징에서 타측으로 이동하여 응축된 작동유체는 윅에 접촉되고, 이에 의해 발생되는 모세관력에 의해 다시 가열부로 되돌아가게 된다. 즉, 히트파이프는 상기와 같은 열수송 사이클을 무한 반복함으로써 방열기능을 수행하게 된다.In addition, a plate-shaped wick protruding a predetermined length from the inner surface of the housing is formed inside the housing. Accordingly, the working fluid condensed by moving from the housing to the other side comes into contact with the wick, and returns to the heating unit again by the capillary force generated thereby. That is, the heat pipe performs the heat dissipation function by infinitely repeating the heat transport cycle as described above.
한편, 최근에는 각종 전자 제품들이 고성능화, 고화질화 및/또는 박막화됨에 따라 많은 열이 발생한다. 따라서, 이에 대응할 수 있는 새로운 개념의 히트파이프가 요구되고 있다.On the other hand, recently, as various electronic products have high performance, high quality, and/or thin film, a lot of heat is generated. Therefore, there is a demand for a heat pipe of a new concept capable of responding to this.
국내 특허등록 제2047933호에는 "박막 플레이트형 히트파이프 및 그 제조방법"에 대해 공개되어 있다. 이 공개기술의 박막 플레이트형 히트파이프는 내부에 기화된 작동유체가 이동하는 공간이 형성된 상판과 내부에 엠보싱 마이크로 그루브(embossing micro groove)가 형성된 하판이 접합되어 이루어지고 진공상태의 수용공간을 구비하는 본체와, 수용공간에 주입되는 작동유체를 포함하여 구성된다.Domestic Patent Registration No. 2047933 discloses "thin-film plate-type heat pipe and its manufacturing method". The thin-film plate-type heat pipe of this open technology is made by bonding an upper plate having a space in which the vaporized working fluid moves and a lower plate having an embossing micro-groove therein, and having a vacuum storage space. It is configured to include a body and a working fluid injected into the accommodation space.
이러한 박막 플레이트형 히트파이프는 내부에 엠보싱 마이크로 그루브 구조의 모세관을 형성함으로써, 작동유체의 순환이 용이하여 방열효율을 높일 수 있는 장점이 있다.Such a thin plate-type heat pipe has an advantage in that heat dissipation efficiency can be improved by facilitating circulation of the working fluid by forming a capillary having an embossed micro-groove structure therein.
한편, 최근에는 적용 제품이나 적용 환경에 따라 단열기능과 방열기능을 동시에 만족할 경우 적용 제품의 성능을 더욱 향상시킬 수가 있다. 그래서, 단열기능과 방열기능을 동시에 충족할 수 있는 제품개발이 필요한 실정이다.On the other hand, in recent years, the performance of the applied product can be further improved when both the insulating function and the heat dissipation function are satisfied at the same time depending on the applied product or the applied environment. Therefore, there is a need to develop a product that can satisfy both the heat insulating function and the heat dissipation function at the same time.
따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 이상적인 조건에서의 제품 작동이나 환경 조성이 가능하도록 단열기능과 방열기능을 동시에 충족할 수 있는 단열 및 방열기능을 갖는 복합체 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been developed to solve the problems of the prior art as described above, and has a thermal insulation and heat dissipation function that can simultaneously satisfy an insulating function and a heat dissipation function to enable product operation or environment composition under ideal conditions. An object of the present invention is to provide a composite and a method for manufacturing the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명은 일정 면적의 공통 플레이트를 사이에 두고 일측면에 형성되는 진공 단열부와 타측면에 형성되어 적용 제품의 열원에서 발생하는 열을 진공상태에서 열전달 매체의 상변화 원리를 이용해 방열하는 진공 방열부를 포함하며, 상기 진공 단열부와 상기 진공 방열부는 상기 공통 플레이트와 각각 용접하여 서로 간에 일체화하되, 상기 진공 방열부의 진공 방열을 위한 용접라인이 상기 진공 단열부의 진공 단열을 위한 용접라인의 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 한다. This invention for achieving the above object is formed on the other side and a vacuum insulating part formed on one side with a common plate of a certain area interposed between the heat generated from the heat source of the applied product to the phase of the heat transfer medium in a vacuum state. and a vacuum heat dissipation unit for dissipating heat using a change principle, wherein the vacuum heat insulating unit and the vacuum heat dissipation unit are integrated with each other by welding each with the common plate, and a welding line for vacuum heat dissipation of the vacuum heat dissipation unit is vacuum insulation of the vacuum insulating unit It is characterized in that it is located on the outside of the welding line for
또한, 이 발명에 따르면, 상기 공통 플레이트, 상기 진공 단열부의 외피재 및 상기 진공 방열부의 외형부재는 동일한 스테인리스 소재로 구성될 수 있다.In addition, according to the present invention, the common plate, the outer covering material of the vacuum heat insulating unit, and the outer member of the vacuum heat dissipation unit may be made of the same stainless material.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 공통 플레이트는 상기 진공 방열부의 외형부재의 크기에 대응하는 크기를 가지며, 상기 진공 단열부는 상기 진공 방열부와 동일하거나 상대적으로 작거나 크게 구성될 수 있다. In addition, according to the present invention, the common plate has a size corresponding to the size of the outer member of the vacuum heat dissipation part, and the vacuum heat insulating part may be configured to be the same as, relatively smaller, or larger than the vacuum heat dissipation part.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 진공 방열부는 상기 공통 플레이트와 용접되어 진공상태의 내부공간을 형성하며 적용 제품의 열원을 지지하거나 밀착되기 위한 접촉면을 갖는 외형부재와, 상기 공통 플레이트와 상기 외형부재 사이의 내부공간 내의 일부 공간에 채워지는 열전달 매체와, 상기 공통 플레이트 또는 상기 외형부재의 내측면에 일측 표면이 밀착되어 상기 열전달 매체를 중력의 역방향으로 끌어올려 응축 및 증발이 가능하도록 하는 시트, 및 상기 시트의 타측 표면 및 상기 공통 플레이트 또는 상기 외형부재의 타측 내측면에 각각 밀착되는 메쉬부재를 포함할 수 있다. In addition, according to the present invention, the vacuum heat dissipation unit is welded to the common plate to form an internal space in a vacuum state, and an outer member having a contact surface for supporting or closely contacting a heat source of an applied product, and between the common plate and the outer member A heat transfer medium filled in a partial space in the inner space of the sheet, and one surface is in close contact with the inner surface of the common plate or the outer member to pull up the heat transfer medium in the opposite direction of gravity to enable condensation and evaporation, and the It may include a mesh member in close contact with the other side surface of the sheet and the other side inner surface of the common plate or the outer member, respectively.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명은 일정 면적의 공통 플레이트를 사이에 두고 일측면에 형성되는 진공 단열부와 타측면에 형성되어 적용 제품의 열원에서 발생하는 열을 진공상태에서 열전달 매체의 상변화 원리를 이용해 방열하는 진공 방열부를 포함하는 단열 및 방열기능을 갖는 복합체의 제조방법으로서, 상기 공통 플레이트와 상기 진공 단열부의 외피재를 용접한 후, 고온 진공작업을 통해 상기 진공 단열부를 형성하는 단계와, 상기 공통 플레이트와 상기 진공 방열부의 외형부재를 용접하되 용접라인이 상기 진공 단열부의 진공 단열을 위한 용접라인의 바깥쪽에 위치하도록 용접한 후, 내부에 열전달 매체를 주입하고 저온 진공작업을 거쳐 상기 진공 방열부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, this invention for achieving the above object is formed on the other side and the vacuum insulating part formed on one side with a common plate of a certain area interposed between the heat generated from the heat source of the applied product as a heat transfer medium in a vacuum state. A method of manufacturing a composite having a thermal insulation and heat dissipation function including a vacuum heat dissipating unit for dissipating heat using the phase change principle of After welding the common plate and the outer member of the vacuum heat dissipation unit so that the welding line is located outside the welding line for vacuum insulation of the vacuum insulating unit, a heat transfer medium is injected inside and a low-temperature vacuum operation is performed. It characterized in that it comprises the step of forming the vacuum heat dissipation unit through.
이 발명은 일정 면적의 공통 플레이트를 사이에 두고 양 측면에 각각 형성되는 진공 단열부와 진공 방열부를 통해 단열기능과 방열기능을 동시에 충족할 수 있어서 이상적인 조건에서의 제품 작동이나 환경 조성이 가능하다.According to the present invention, it is possible to simultaneously satisfy the insulating function and the heat dissipation function through the vacuum insulating part and the vacuum heat dissipating part respectively formed on both sides with a common plate of a certain area therebetween, so that the product operation or environment composition under ideal conditions is possible.
또한, 이 발명은 진공 단열부와 진공 방열부를 다양한 구조 및 형태로 구현이 가능해 연료전지, 군수, OLED TV, 마이크로 LED TV 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 예를 들어, IP 설비가 내장된 박스와 같이, 외부의 차가운 온도가 유입되어도 안되고 내부의 온도가 높아도 안되는 박스의 경우, 진공 단열과 진공 방열이 동시에 가능한 이 발명의 복합체를 이용할 경우 매우 효과적이다. 또한, 배터리의 케이스로 이용할 경우에는 외부에서 들어오는 열은 단열하고, 안에서 발생한 열은 방열하는 등 외부환경에 효율적인 대응이 가능하다. 또한, OLED TV에 적용할 경우에는 디스플레이와 보드 간의 열전달을 차단해 디스플레이를 통한 균질한 화질을 제공하고 보드에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수가 있다.In addition, the present invention can be applied to various fields such as fuel cell, military, OLED TV, micro LED TV, etc. because the vacuum insulation unit and the vacuum heat radiation unit can be implemented in various structures and shapes. For example, in the case of a box in which an external cold temperature should not be introduced and an internal temperature should not be high, such as a box in which an IP facility is built, it is very effective when using the composite of this invention capable of vacuum insulation and vacuum heat dissipation at the same time. In addition, when used as a battery case, it is possible to efficiently respond to the external environment, such as insulating the heat coming from the outside and dissipating the heat generated inside. In addition, when applied to OLED TV, heat transfer between the display and the board is blocked, providing a homogeneous image quality through the display, and heat generated from the board can be efficiently dissipated.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 단열 및 방열기능을 갖는 복합체의 개략도이고,
도 2 및 도 3은 이 발명에 적용되는 진공 방열부의 분해 사시도이고,
도 4는 이 발명에 따른 복합체의 제조과정에 대한 흐름도이고,
도 5 및 도 6은 이 발명에 따른 복합체의 변형예에 대한 개략도이며,
도 7은 이 발명에 따른 복합체를 OLED TV에 적용한 일례에 대한 개략도이다.1 is a schematic diagram of a composite having thermal insulation and heat dissipation functions according to an embodiment of the present invention;
2 and 3 are exploded perspective views of a vacuum heat dissipation unit applied to this invention,
4 is a flowchart for the manufacturing process of the composite according to the present invention,
5 and 6 are schematic views of a modified example of the composite according to the present invention,
7 is a schematic diagram of an example in which the composite according to the present invention is applied to an OLED TV.
이하, 이 발명에 따른 단열 및 방열기능을 갖는 복합체 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 이 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이 실시예는 이 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment of the composite having a thermal insulation and heat dissipation function according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete and to completely convey the scope of the invention to those of ordinary skill in the art. It is provided to inform you.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 단열 및 방열기능을 갖는 복합체의 개략도이고, 도 2 및 도 3은 이 발명에 적용되는 진공 방열부의 분해 사시도이다. 적용 제품 및/또는 적용 환경에 따라 제품에서 발생하는 열이 외부로 배출되는 것을 방지하기 위해서는 단열기능이 필요하고, 외부로 배출하기 위해서는 방열기능이 필요하다. 또한, 이러한 단열기능과 방열기능이 동시에 충족되어야 이상적인 조건에서의 제품 작동이나 환경 조성이 가능하기도 하다. 따라서, 이 발명에서는 단열기능과 방열기능을 동시에 충족하는 복합체를 구현한 것이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 단열 및 방열기능을 갖는 복합체(이하, "복합체"라 함)는 일정 면적의 공통 플레이트(100)를 사이에 두고 일측면에 형성되는 진공 단열부(200)와 타측면에 형성되는 진공 방열부(300)로 구성한 것이다.1 is a schematic diagram of a composite having a thermal insulation and heat dissipation function according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are exploded perspective views of a vacuum heat dissipation unit applied to the present invention. Depending on the applied product and/or the applied environment, an insulating function is required to prevent the heat generated from the product from being discharged to the outside, and a heat dissipation function is required for discharging it to the outside. In addition, it is possible to operate a product or create an environment under ideal conditions only when these insulation and heat dissipation functions are satisfied at the same time. Therefore, in the present invention, a composite that satisfies both the heat insulating function and the heat dissipation function is implemented. 1 to 3, the composite (hereinafter, referred to as "composite") having a thermal insulation and heat dissipation function according to this embodiment is formed on one side with a
상기 진공 단열부(200)는 종래의 진공 단열재(Vacuum Insulation Panel)와 동일 개념으로 구성한 것으로서, 폴리우레탄 발포체와 같은 유기심재 또는 유리섬유와 같은 무기심재를 외피재 속에 충진한 후에 내부를 감압 밀봉하여 구성한 것이다. 한편, 종래의 진공 단열재는 그 외피재로 대부분 알루미늄을 이용하였다. 그런데, 알루미늄은 얇고 취약하여 약간의 외부 충격에 의해서도 내부의 진공상태가 깨지는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 진공 단열재는 수지를 이용해 외피재를 서로 간에 융착하여 접합함에 따라, 일정시간이 경과하면 수지간의 접합부분이 떨어져 내부의 진공이 깨지는 문제점 등이 있었다.The
따라서, 이 실시예에서는 공통 플레이트(100)와 진공 단열부(200)의 외피재의 소재로 스테인리스를 이용하고, 외피재의 테두리 근처를 따라 용접하여 공통 플레이트(100)와 외피재를 일체화하여 진공 단열부(200)를 구성하였다.Therefore, in this embodiment, stainless steel is used as the material of the outer covering of the
상기 진공 방열부(300)는 공통 플레이트(100)와 밀봉되어 진공상태의 내부공간을 형성하며 적용 제품의 열원(발열소자, 발열체)을 지지하거나 밀착되기 위한 접촉면을 갖는 외형부재(310)과, 공통 플레이트(100)와 외형부재(310) 사이의 내부공간 내의 일부 공간에 채워지는 열전달 매체(도시안됨)와, 공통 플레이트(100) 또는 외형부재(310)의 내측면에 일측 표면이 밀착되어 열전달 매체를 중력의 역방향으로 끌어올려 응축 및 증발이 가능하도록 하는 시트(320), 및 시트(320)의 타측 표면 및 공통 플레이트(100) 또는 외형부재(310)의 타측 내측면에 각각 밀착되는 메쉬부재(330)를 포함하여 구성된다.The vacuum
상기 외형부재(310)는 공통 플레이트(100) 및 진공 단열부(200)의 외피재와 동일한 스테인리스 소재로 구성된다. 따라서, 상기와 같은 시트(320) 및 메쉬부재(330)를 정위치에 위치시킨 상태에서 외형부재(310)의 테두리 근처를 따라 용접하여 공통 플레이트(100)와 외형부재(310)를 일체화하고, 후술할 열전달 매체의 주입 및 진공과정을 거쳐 진공 방열부(300)를 형성한다.The
이 실시예의 복합체는 공통 플레이트(100)를 사이에 두고 양측면에 진공 단열부(200)와 진공 방열부(300)를 갖도록 구성된다. 따라서, 공통 플레이트(100)와 진공 단열부(200)의 외피재를 용접하고, 또한 공통 플레이트(100)와 진공 방열부(300)의 외형부재(310)를 용접해야 한다. 그런데, 진공 단열부(200)는 그 내부에 있는 공기를 배출해야 하기 때문에 고온에서 진공작업을 수행해야 하고, 진공 방열부(300)는 그 내부에 열전달 매체가 채워짐에 따라 저온에서 진공작업을 수행해야 한다. 즉, 진공 단열부(200)와 진공 방열부(300)의 각자의 특성으로 인해 제조공정이 서로 상이함에 따라 두 기능을 동시에 갖도록 한 번에 제작하는데 어려움이 있다.The composite of this embodiment is configured to have a vacuum
따라서, 진공 단열부(200)와 진공 방열부(300)를 형성하는 작업순서가 중요하다. 만약, 진공 방열부(300)를 먼저 형성한 후, 그 다음에 진공 단열부(200)를 형성할 경우에는, 진공 단열부(200) 형성을 위해 고온에서 진공작업을 수행할 때에 온도가 상승하여 진공 방열부(300)를 구성하는 시트(320)에 문제가 발생할 수 있다. 즉, 고온 진공작업시 온도가 200~300℃까지 상승하여 시트(320)에 문제가 발생할 수 있기 때문에, 그에 적합한 시트를 선별해 사용해야 하는 문제점이 있다.Therefore, the operation sequence of forming the vacuum
따라서, 공통 플레이트(100)와 진공 단열부(200)의 외피재를 용접한 후, 고온 진공작업을 통해 진공 단열부(200)를 먼저 형성한다. 그런 다음, 공통 플레이트(100)와 진공 방열부(300)의 외형부재(310)를 용접한 후, 저온 진공작업을 통해 진공 방열부(300)를 형성한다. 이때, 진공 방열을 위한 공통 플레이트(100)와 외형부재(310)를 용접함에 있어서는 진공 단열부(200)의 진공 단열이 깨지지 않도록 공통 플레이트(100)와 외피재 간의 용접라인의 바깥쪽을 용접하여 일체화한다. 그로 인해, 진공 방열을 위한 용접라인은 진공 단열을 위한 용접라인의 바깥쪽에 위치한다.Therefore, after welding the
한편, 외형부재(310)는 적용 제품의 열원을 지지하거나 밀착되기 위한 접촉면(312)을 갖도록 구성된다. 여기서, 접촉면(312)은 도 3과 같이 외형부재의 다른 부분과 동일 평면상에 위치하거나, 도 2와 같이 다른 부분보다 돌출되는 형태로 구성하면 된다. 예를 들어, 접촉면(312)을 돌출되게 형성함에 따라, 돌출 두께에 대응하는 넓은 내부공간이 공통 플레이트(100)와 외형부재(310)의 사이에 형성될 경우에는 별도의 지지부재(340)를 추가로 더 구비하여 넓은 내부공간이 진공시에 무너지지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.On the other hand, the
한편, 공통 플레이트(100) 및/또는 외형부재(310)는 진공시 함몰을 방지하기 위한 엠보싱부를 그 내부에 갖도록 구성하거나, 다른 부품과 체결 고정을 위한 다수개의 구멍을 갖도록 구성할 수도 있다.On the other hand, the
따라서, 이 실시예의 외형부재(310)는 진공상태에서 열전달 매체의 상변화 원리를 이용해 열원에서 발생하는 열을 방열하도록 구성할 수 있으면, 적용 제품에 따라 다양한 형태, 구조 및 구성관계를 가지든 모두 적용이 가능하다.Accordingly, if the
상기 시트(320)는 공통 플레이트(100) 또는 외형부재(310)의 일측 내측면에 일측 표면이 밀착되어 열전달 매체를 중력의 역방향으로 끌어올려 응축 및 증발이 가능하도록 하는 것으로서, 접촉면(312)을 비롯한 그 테두리의 일정 영역까지 덮을 수 있는 너비를 갖는다. 더 구체적으로는 응축 및 증발을 위한 모든 영역을 덮을 수 있는 너비의 시트(320)를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 시트(320)는 열전달 매체에 대한 고흡수성, 열전달 매체와 반응하지 않는 내화학성, 및 열전달 매체를 중력의 역방향으로 끌어올리는 모세관력을 가져야 한다.The
또한, 시트(320)는 보다 효율적인 모세관력을 가지도록 다수의 구멍을 갖는 것이 바람직하다. 한편, 이 실시예에서 시트(320)는 열전달 매체에 대한 흡수성 및 모세관력의 우수성이 확인된 무기물, 유기물 또는 무기물과 유기물의 혼합 시트를 이용할 수 있다.In addition, the
상기 메쉬부재(330)는 시트(320)의 타측 표면 및 공통 플레이트(100) 또는 외형부재(310)의 타측 내측면에 각각 밀착되어 시트(320)를 고정함과 더불어, 외부로 열을 방출함에 따라 응축된 열전달 매체가 시트(320)를 따라 열원의 증발부 쪽으로 원활하게 이동할 수 있도록 하는 통로를 제공하는 역할을 한다. 따라서, 메쉬부재(330)는 시트(320)와 동일한 너비로 구성된다. 이러한 메쉬부재(330)는 그물망 구조이면서 고강도, 내부식성이 우수한 STS 304, 316, 430 재질을 이용하는 것이 바람직하다.The
상기 열전달 매체는 공통 플레이트(100)와 외형부재(310)의 사이에 형성되는 내부공간의 일부 공간에 채워지는 것으로서, 열원의 증발부에서 발생되는 열을 흡수하여 증발되어, 외부 공기와 접촉하는 외형부재의 응축부에서 대기와 열교환하여 열을 방출하고, 증기상태에서 다시 액체상태로 응축되어 증발부로 이동한다. 따라서, 열전달 매체는 상기와 같은 조건을 만족하는 매체를 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 열전달 매체로 순수를 이용할 수 있다.The heat transfer medium fills a partial space of the inner space formed between the
한편, 공통 플레이트(100)와 외형부재(310)의 사이에 형성되는 내부공간의 일부 공간에 열전달 매체를 주입함에 있어서는, 외형부재의 일측에 구멍을 천공하고, 이 천공구멍에 열전달 매체를 주입할 수 있는 동관을 용접(브레이징)하고, 연결된 동관을 통해 열전달 매체를 주입하면 된다. 그리고, 이렇게 열전달 매체가 주입되면, 열전달 매체를 냉각시킨 후 동관을 통해 강제배기를 진공펌프로 가한 후 동관을 밀봉하고 상온에서 공냉시킴으로써, 그 내부가 일정 진공도를 갖는 진공 방열부(300)가 형성된다.On the other hand, in injecting the heat transfer medium into a partial space of the inner space formed between the
상기와 같이 구성된 진공 방열부(300)의 방열 메커니즘은 적용 제품의 열원과 밀착하는 외형부재의 접촉면(312)이 주요 증발부가 되고 외부 공기와 접촉하는 접촉면(312) 이외의 부분이 응축부가 된다. 즉, 증발부에서 열이 유입되면 내부가 진공상태로 이루어져 있어 열전달 매체가 일정 온도에서 증발하여 증기상태로 변하여 포화상태에 도달하면, 증기가 내부의 공극을 따라 이동하여 대기와 열교환하여 열을 방출하고 증기상태에서 다시 액체상태로 응축된다. 응축된 열전달 매체는 시트(320)로 흡수된다. 한편, 시트(320)로 흡수된 열전달 매체는 증발부가 위치하는 시트(320)를 따라 중력방향으로 이동한 후, 상술한 동일 과정의 반복을 통해 열을 외부로 방출한다.In the heat dissipation mechanism of the vacuum
또한, 진공 방열부(300)는 내부공간이 진공상태를 가짐에 따라 열전달 매체가 낮은 온도에서 증발과 응축을 반복하여 적용 제품의 열원에서 생성되는 열을 보다 효율적으로 방출할 수가 있다. 또한, 진공 방열부(300)는 열전달 매체의 상변화 원리를 이용해 방열하는 것으로서, 상변화에 따른 기압차에 의해 발생하는 대류를 통해 열확산이 발생하여 보다 빠른 속도로 적용 제품의 열원에서 발생하는 열을 빼앗아 효율적인 방열이 가능하다.In addition, the vacuum
아래에서는 앞서 설명한 바와 같이 구성된 이 실시예의 단열 및 방열기능을 갖는 복합체의 제조방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method for manufacturing a composite having thermal insulation and heat dissipation functions of this embodiment configured as described above will be described.
도 4는 이 발명에 따른 복합체의 제조과정에 대한 흐름도이다. 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 복합체는 공통 플레이트(100)를 사이에 두고 양측면에 진공 단열부(200)와 진공 방열부(300)를 갖도록 구성된다. 따라서, 공통 플레이트(100)와 진공 단열부(200)의 외피재를 용접하고, 또한 공통 플레이트(100)와 진공 방열부(300)의 외형부재(310)를 용접해야 한다. 그런데, 상술한 바와 같은 이유로, 먼저 공통 플레이트(100)와 진공 단열부(200)의 외피재를 용접한 후, 고온 진공작업을 통해 진공 단열부(200)를 형성한다. 4 is a flowchart for the manufacturing process of the composite according to the present invention. 1 and 4, the composite of this embodiment is configured to have a
그런 다음, 공통 플레이트(100)와 진공 방열부(300)의 외형부재(310)를 용접한 후, 상술한 방법으로 열전달 매체를 주입하고 저온 진공작업을 거쳐 진공 방열부(300)를 형성한다. 이때, 진공 방열을 위한 공통 플레이트(100)와 외형부재(310)를 용접함에 있어서는, 진공 단열부(200)의 진공 단열이 깨지지 않도록 공통 플레이트(100)와 외피재 간의 용접라인의 바깥쪽을 용접하여 일체화한다. 그로 인해, 진공 방열을 위한 용접라인은 진공 단열을 위한 용접라인의 바깥쪽에 위치한다. 이러한 제조과정을 통해 진공 단열과 진공 방열이 동시에 가능한 이 실시예의 복합체가 완성된다.Then, after welding the
도 5 및 도 6은 이 발명에 따른 복합체의 변형예에 대한 개략도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 복합체를 구성함에 있어서 진공 단열부(200)를 진공 방열부(300)에 비해 상대적으로 작거나 크게 구성할 수 있다. 이때, 도 5와 같이 진공 단열부(200)가 한쪽으로 치우쳐 위치하거나, 도 6과 같이 진공 방열부(300)가 중앙에 위치하는 등, 다양한 구조 및 형태로 구현이 가능하다. 즉, 후술할 적용 제품에 적합하도록 단열면적 및/또는 방열면적에 대한 자유롭게 조절 및/또는 변경이 가능하다. 이렇게 복합체를 변형해 구성하더라도, 공통 플레이트(100)는 진공 방열부(300)의 외형부재의 크기에 대응하는 크기를 갖는 것이 바람직하고, 또한 진공 방열을 위한 용접라인이 진공 단열을 위한 용접라인의 바깥쪽에 위치해야 한다.5 and 6 are schematic diagrams of variants of the composite according to the present invention. As shown in FIGS. 5 and 6 , in configuring the composite, the
이러한 다양한 구조 및 형태를 갖는 복합체는 연료전지, 군수, OLED TV, 마이크로 LED TV 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 예를 들어, IP 설비가 내장된 박스와 같이, 외부의 차가운 온도가 유입되어도 안되고 내부의 온도가 높아도 안되는 박스의 경우, 진공 단열과 진공 방열이 동시에 가능한 이 실시예의 복합체를 이용할 경우 매우 효과적이다. 한편, 배터리의 케이스로 이용할 경우에는 외부에서 들어오는 열은 단열하고, 안에서 발생한 열은 방열하는 등 외부환경에 효율적인 대응이 가능하다. These complexes having various structures and shapes can be applied to various fields such as fuel cells, military, OLED TVs, and micro LED TVs. For example, in the case of a box in which an external cold temperature should not be introduced and an internal temperature should not be high, such as a box with built-in IP equipment, it is very effective when using the composite of this embodiment in which vacuum insulation and vacuum heat dissipation are possible at the same time. On the other hand, when used as a battery case, it is possible to efficiently respond to the external environment, such as insulating the heat coming from the outside and dissipating the heat generated inside.
도 7은 이 발명에 따른 복합체를 OLED TV에 적용한 일례에 대한 개략도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, OLED TV의 경우에는 디스플레이의 배면의 일부 영역에 파워보드, 티콘보드, 메인보드 등의 보드가 부착된다. 그로 인해, 디스플레이에서 발생한 열이 배면에 부착되는 상기와 같은 보드에 전달되어 영향을 주고, 또한 보드에서 발생한 열이 그와 접하는 디스플레이에 영향을 준다. 즉, 디스플레이 중에서 보드가 접하는 부분과 그렇지 않은 부분에서 온도 차이가 발생하고, 이는 화질에 영향을 주게 된다. 즉, 디스플레이에서 서로 다른 온도 차이를 가짐에 따라 미세하지만 균질한 화질을 제공하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.7 is a schematic diagram of an example in which the composite according to the present invention is applied to an OLED TV. As shown in FIG. 7 , in the case of an OLED TV, a board such as a power board, a Ticon board, and a main board is attached to a partial area of the rear surface of the display. Therefore, the heat generated by the display is transferred to the above board attached to the back to affect it, and also the heat generated from the board affects the display in contact with it. That is, a temperature difference occurs between the part of the display that the board is in contact with and the part that does not, which affects the picture quality. That is, as the display has different temperature differences, there may be a problem in that it is not possible to provide a fine but uniform image quality.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 디스플레이와 보드의 사이에 도 1과 같은 복합체를 배치 고정하되, 진공 단열부(200)를 디스플레이가 접하는 배면에 대응하는 크기로 구성해 디스플레이의 배면 전체에서 단열하고, 진공 방열부(300)를 보드가 접하는 표면보다 큰 크기로 구성해 보드에서 발생하는 열을 방열함으로써, 디스플레이와 보드 간의 열전달을 차단해 디스플레이를 통한 균질한 화질을 제공하고 보드에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수가 있다.Therefore, as shown in FIG. 7, the composite as shown in FIG. 1 is disposed and fixed between the display and the board, and the
이상에서 이 발명의 단열 및 방열기능을 갖는 복합체 및 그 제조방법에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이다. 따라서, 이 발명이 상기에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 그러한 변형예 또는 수정예들 또한 이 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.In the above, the technical details of the composite having a thermal insulation and heat dissipation function of the present invention and a manufacturing method thereof have been described together with the accompanying drawings, but this is an exemplary description of the best embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described above, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, so such modifications Examples or modifications will also fall within the scope of the claims of this invention.
100 : 공통 플레이트 200 : 진공 단열부
300 : 진공 방열부 310 : 외형부재
312 : 접촉면 320 : 시트
330 : 메쉬부재 340 : 지지부재100: common plate 200: vacuum insulation
300: vacuum heat dissipation unit 310: external member
312: contact surface 320: sheet
330: mesh member 340: support member
Claims (6)
상기 공통 플레이트와 상기 진공 단열부의 외피재를 용접한 후, 고온 진공작업을 통해 상기 진공 단열부를 형성하는 단계와,
상기 공통 플레이트와 상기 진공 방열부의 외형부재를 용접하되 용접라인이 상기 진공 단열부의 진공 단열을 위한 용접라인의 바깥쪽에 위치하도록 용접한 후, 내부에 열전달 매체를 주입하고 저온 진공작업을 거쳐 상기 진공 방열부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 및 방열기능을 갖는 복합체의 제조방법.It includes a vacuum heat insulating part formed on one side with a common plate of a certain area in between and a vacuum heat dissipating part formed on the other side to dissipate heat generated from the heat source of the applied product in a vacuum state using the phase change principle of the heat transfer medium. , A method for manufacturing a composite having thermal insulation and heat dissipation functions in which the common plate, the outer covering material of the vacuum heat insulating unit, and the outer member of the vacuum heat dissipation unit are made of the same stainless material,
After welding the common plate and the outer covering of the vacuum insulator, forming the vacuum insulator through a high-temperature vacuum operation;
After welding the common plate and the outer member of the vacuum heat dissipation unit so that the welding line is located outside the welding line for vacuum insulation of the vacuum insulating unit, a heat transfer medium is injected therein, and the vacuum heat dissipation is performed through a low-temperature vacuum operation. A method of manufacturing a composite having thermal insulation and heat dissipation functions, comprising the step of forming a part.
상기 공통 플레이트는 상기 진공 방열부의 외형부재의 크기에 대응하는 크기를 가지며,
상기 진공 단열부는 상기 진공 방열부와 동일하거나 상대적으로 작거나 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 단열 및 방열기능을 갖는 복합체의 제조방법.The method according to claim 1,
The common plate has a size corresponding to the size of the outer member of the vacuum heat dissipation unit,
The vacuum heat insulating part is the same as, relatively smaller, or larger than the vacuum heat dissipation part.
상기 진공 방열부는 상기 공통 플레이트와 용접되어 진공상태의 내부공간을 형성하며 적용 제품의 열원을 지지하거나 밀착되기 위한 접촉면을 갖는 외형부재와, 상기 공통 플레이트와 상기 외형부재 사이의 내부공간 내의 일부 공간에 채워지는 열전달 매체와, 상기 공통 플레이트 또는 상기 외형부재의 내측면에 일측 표면이 밀착되어 상기 열전달 매체를 중력의 역방향으로 끌어올려 응축 및 증발이 가능하도록 하는 시트, 및 상기 시트의 타측 표면 및 상기 공통 플레이트 또는 상기 외형부재의 타측 내측면에 각각 밀착되는 메쉬부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 및 방열기능을 갖는 복합체의 제조방법.The method according to claim 1,
The vacuum heat dissipation unit is welded to the common plate to form an internal space in a vacuum state, and an external member having a contact surface for supporting or closely adhering to a heat source of an applied product, and a partial space in the internal space between the common plate and the external member A heat transfer medium to be filled, a sheet in which one surface is in close contact with the inner surface of the common plate or the outer member to draw up the heat transfer medium in a direction opposite to gravity to enable condensation and evaporation, and the other surface of the sheet and the common A method of manufacturing a composite having heat insulation and heat dissipation functions, comprising a mesh member that is in close contact with the plate or the other inner surface of the outer member, respectively.
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