KR200233521Y1 - 황토 전기온돌 - Google Patents

Abstract

본 고안은 황토 전기온돌에 관한 것으로, 특히 탄소섬유(111)가 펄프(112)내에 분산 배치되어있는 원적외선 방사 탄소섬유 발열지(11)를 이용하여 면상발열체(1)를 구성하고 상기 원적외선 방사 면상발열체(1)의 양면 또는 한 면에 황토(22)를 주성분으로 한 황토온돌층(2)을 구성함으로써 균일발열이 가능하며 시공상의 편리성을 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

황토 전기온돌{The electric hypocaust by loess}

본 고안은 황토 전기온돌에 관한 것으로, 특히 탄소섬유가 펄프내에 분산 배치되어있는 원적외선 방사 탄소섬유 발열지를 이용하여 면상발열체를 구성하고 상기 원적외선 방사 면상발열체의 양면 또는 한 면에 황토를 주성분으로 한 황토온돌층을 구성함으로써 균일발열이 가능하며 시공상의 편리성을 얻을 수 있도록 한 것이다.

온돌은 우리나라 고유의 난방구조로서 근래에는 주택 구조가 바뀌고 또 아파트가 많이 지어지면서 예전과 같은 구들을 놓는 온돌공사는 거의 없어지고 온수온돌이나 전기온돌과 같은 온돌공사가 시행되고 있다.

온수 순환파이프를 바닥 하부에 매설하는 온수온돌에 비해 전기온돌은 물을 사용하지 않으므로 동파되거나 누수의 염려가 없다. 또한 시공이 간편하고 공사기간이 짧으며, 추운 겨울에도 공사가 가능하며 시공당일 사용이 가능한 시공상의 편리성이 있다. 또한 전기온돌은 기름이나 가스를 사용하는 온수온돌에 비해 냄새나 매연이 없어 쾌적 난방을 얻을 수 있는 장점이 있다.

전기온돌의 발열원으로는 종래에는 니크롬 등의 발열선이 사용되고 있으나, 상기 니크롬 등의 발열선으로 만든 전기온돌에서는 전기가 한 선을 통해 흐르기 때문에 발열선의 어느 한 부분이라도 끊어지면 전기가 통하지 않아 난방이 되지 않는 사용상의 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 니크롬 등의 발열선을 이용하는 기존의 전기온돌에서는 발열선이 단락될 경우 그 부위의 전기저항이 급증하게되므로 장판 등의 방바닥재가 타거나 눌게 되어 화재가 발생될 가능성이 크며, 발열선의 단락을 방지하기 위해서는 발열선의 표면 또는 발열선들의 사이를 충분한 두께의 전기부도체로 완전히 절연을 시켜야 하나, 전기부도체는 열 부도체이므로 열전도 특성이 나쁘기 때문에 전기온돌의 발열효율이 저하된다.

이외에도 니크롬 등의 발열선을 이용한 전기온돌에서는 발열선 부위만의 부분발열이기 때문에 이와 같은 전기온돌을 방 바닥에 설치시 발열선 위의 실내 바닥은 따뜻하나 다른 바닥 부분은 가열이 되지 않아 바닥의 온도분포가 불균일한 문제점이 있었다.

한편으로는 종래의 전기온돌을 이용하여 황토온돌을 설치하는 경우에는 전기온돌 패널을 설치 후 그 위에 다시 황토층을 별도로 마감하여야 하기 때문에, 시공상의 번거로움이 있었다.

본 고안의 목적은 탄소섬유(111)를 펄프(112)내에 균일하게 분산시킨 탄소섬유 발열지(11)를 이용하여 원적외선을 방사하기 위한 면상발열체(1)를 구성하고, 상기 면상발열체(1)의 양면 또는 한 면에 황토(22)를 주성분으로 한 황토온돌층(2)을 구성하여 일체화함으로써 균일 발열과 더불어 시공상의 편리성을 얻을 수 있는황토 전기온돌을 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 황토 전기온돌의 제 1실시예를 도시한 사시도,

도 2는 본 고안의 일 요부인 면상발열체만을 분리하여 도시한 사시도,

도 3은 본 고안의 일 요부인 면상발열체만을 분리하여 도시한 단면도,

도 4는 본 고안의 또 다른 요부인 황토온돌층만을 분리하여 도시한 사시도,

도 5는 본 고안에 따른 황토 전기온돌의 제 2실시예를 도시한 사시도,

도 6은 본 고안에서 사용된 탄소섬유발열지의 내부구조를 도시한 확대평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

1 : 면상발열체 2 : 황토온돌층

3 : 단열/방습부재 4 : 마감부재

5 : 고분자물질 피복층 11 : 탄소섬유 발열지

12 : 전극 13 : 고분자물질 피복층

21 : 황토층 유지부재 22 : 황토

111 : 탄소섬유 112 : 펄프

본 고안은 특히 상기예의 목적을 구현할 수 있도록 탄소섬유(111)가 펄프(112)내에 배치 성형되어져 있는 탄소섬유 발열지(11)와, 상기 탄소섬유 발열지(11)의 종방향이나 횡방향에 형성되어져 있는 적어도 한 쌍 이상의 전극(12)과; 상기 탄소섬유 발열지(11)의 상, 하부에 적어도 한층 이상 적층되어져 있는 고분자물질 피복층(13)으로 이루어져 있는 면상발열체(1)의 양면 또는 한 면에 황토를 주성분으로 한 황토온돌층(2)을 구성하여 일체화시킨 황토 전기온돌에 특징이 있다.

이하에서 이를 첨부된 도면과 함께 좀더 구체적으로 설명하여 봄으로서 본 고안의 보다 상세한 특징들이 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 황토 전기온 돌의 제 1실시예를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 고안의 일 요부인 면상발열체만을 분리하여 도시한 사시도이며, 도 3은 본 고안의 일 요부인 면상발열체만을 분리하여 도시한 단면도이며, 도 4는 본 고안의 또 다른 요부인 황토온돌층만을 분리하여 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원적외선을 방사하도록 탄소섬유를 소재로 한 면상발열체(1)의 양면에, 도 4에서와 같이 하니컴 구조 등의 황토층 유지부재(21) 내에 황토(22)를 채워 넣은 황토온돌층(2)이 구성되어 있으며, 면상발열체(1)와 하부 황토온돌층(2) 사이에는 단열/방습부재(3)가 삽입되어져 있고 삼베, 부직포 등의 마감부재(4)로 상/하 황토온돌층(2)의 표면이 마감 처리되어져 있다. 도 1의 예에서는 면상발열체(1)의 양면에 황토온돌층(2)이 구성되어져있으나, 상기 면상발열체(1)의 상부에만 황토온돌층(2)을 구성하고 하부에는 단열/방습부재(3)만을 부착하는 구조도 가능하다. 또한, 도 5의 예에서와 같이 면상발열체(1)의 상부에만 황토온돌층(2)을 구성하며 하부의 황토층 유지부재(21) 내에는 황토(22)를 채워 넣지 않아 공기 층이 유지되도록 하는 구조도 가능하다. 상기 면상발열체(1)는 도 2 및 도 3과 같이 나타내었다.

상기 면상발열체(1)는 탄소섬유가 균일하게 배열된 탄소섬유 발열지(11)의 종방향이나 횡방향으로 적어도 한 쌍 이상의 전극(12)을 형성하고 고분자물질 피복층(13)이 탄소섬유 발열지(11)의 상, 하부에 라미네이팅 되어져 있다.

상기 면상발열체(1)는 탄소섬유 발열지(11)의 윗면과 밑면에 각기 한 층의 고분자물질 피복층(13)이 구비되어져 있으나, 용도에 따라서는 서로 다른 재질의 고분자물질 피복층(13)들을 두 개 이상 적층하여 라미네이팅할 수도 있다.

상기 면상발열체의 고분자물질 피복층(13)은 에폭시, 우레탄, 폴리에스터, 아크릴, ABS, 셀루로우즈, 불화탄소, 폴리에칠렌, 폴리프로필렌, 폴리스타일렌, 고무, 폴리염화비닐 (PVC), 폴리비닐플루오라이드, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리우레탄, 에폭시 수지함침 유리직물 등을 사용할 수 있다. 또, 상기 면상발열체의 탄소섬유 발열지(11)는 도 6과 같이 이루어져 있다.

상기 탄소섬유 발열지(11)는 직경 5∼50 μm, 길이 0.5∼20 mm로 직경에 비해 길이가 훨씬 긴 탄소섬유(111)가 탄소섬유 발열지의 펄프(112) 내에 종방향으로 어느 정도의 배향성을 갖고 균일 분산되어 있어 발열체의 전체 면에서 균일 발열이 가능하여, 니크롬 등의 발열선을 이용한 전기온돌의 문제점인 불균일한 온도분포를해결할 수 있다.

상기 면상발열체(1)에 황토온돌층(2)을 이루는 허니컴 구조 등의 황토층 유지부재(21)를 우선 부착 후 황토층 유지부재(21) 내에 황토(22)를 채워 넣어 면상발열체(1)와 황토온돌층(2)이 일체화된 황토 전기온돌 판넬로 제작할 수 있다.

또한, 상기 면상발열체(1)와는 별도로 에폭시 등의 고분자물질 피복층(13)에 황토층 유지부재(21)를 부착하고 황토층 유지부재(21) 내에 황토(22)를 채워 넣어 황토온돌층(2)을 제작한 다음에, 이를 상기 면상발열체(1)의 양면 또는 한 면에 부착함으로써 면상발열체(1)와 황토온돌층(2)이 일체화된 황토 전기온돌 판넬로 제작할 수 있다.

상기와 같은 본 고안의 황토 전기온돌을 사용하면 면상발열체(1)와 황토온돌층(2)을 한꺼번에 시공이 가능하게 되어 종래의 전기온돌 패널을 설치 후 그 위에 다시 황토층을 별도로 마감하여야 하는 시공법과는 달리 시공상의 편리성이 있다.

상기 황토 전기온돌에서 황토층 유지부재(21)의 구조로는 도 4와 같은 허니컴 형태가 가장 적합하나, 마름모, 사각형, 원 형태를 비롯하여 황토를 채워 넣어 일정한 두께의 황토층을 유지할 수 있는 구조이면 어느 것이라도 가능하다. 또한, 황토층 유지부재(21)의 재질은 알루미늄, 구리, 플라스틱이 가장 적합하나, 이외에도 일정한 두께의 황토층을 유지할 수 있는 재질이면 나무를 비롯하여 어느 것이라도 가능하다.

상기 황토층 유지부재(21) 내에는 황토만을 채워 넣어 황토온돌층(2)을 형성할 수도 있으며, 황토와 맥반석, 운모석, 옥돌 가루 등을 혼합하여 채워 넣어 황토온돌층(2)을 형성하는 것도 가능하다.

도 1의 예에서는 면상발열체(1)의 양면에 황토온돌층(2)이 구성되어져 있으나, 도 5의 예에서와 같이 면상발열체(1)의 상부에만 황토온돌층(2)을 구성하며 하부에 있는 황토층 유지부재(21) 내에는 황토(22)를 채워 넣지 않아 일정 두께의 공기 층이 유지되는 구조의 황토 전기온돌도 가능하다.

도 5의 예에서는 상기 면상발열체(1)의 하부에 있는 황토층 유지부재(21) 아래에 고분자물질 피복층(5)이 부착되어 있으나, 상기 고분자물질 피복층(5) 없이 황토층 유지부재(21)만으로도 일정 두께의 공기 층이 유지되는 구조의 황토 전기온돌도 가능하다.

상기와 같이 바닥 면에서 일정 두께의 공기 층이 유지되는 황토 전기온돌에서는 공기 층에 의해 방음효과를 얻을 수 있는 이점이 있으며, 또한 공기의 열전도도는 매우 낮기 때문에 이와 같은 일정 두께의 공기 층을 유지함으로써 효과적인 단열을 이룰 수 있는 이점이 있다.

이러한 본 고안은 원적외선을 방사하는 면상발열체와 황토층을 일체화시킨 황토 전기온돌을 구성함으로써 균일발열이 가능하며, 또한 시공상의 편리성이 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 황토 전기온돌에 있어서, 탄소섬유(111)가 펄프(112)내에 배치 성형되어져 있는 탄소섬유 발열지(11)와, 상기 탄소섬유 발열지(11)의 종방향이나 횡방향에 형성되어져 있는 적어도 한 쌍 이상의 전극(12)과, 상기 탄소섬유 발열지(11)의 상, 하부에 적어도 한층 이상 적층되어져 있는 고분자물질 피복층(13)으로 이루어져 있는 면상발열체(1)와; 내용물을 안에 수용하기위하여 다수개의 공간부가 일정 크기로 형성된 황토층 유지부재(21)를 포함하며 상기 면상발열체의 상,하 양면 또는 그 중 어느 한면에 부착된 황토온돌층(2)으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 황토 전기온돌.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 황토온돌층(2)에서 황토층 유지부재(21)의 내측 공간부에는 황토(22) 또는 황토 혼합물이 채워진 것을 특징으로 하는 황토 전기온돌.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 면상 발열체(1)의 일측면에 결합되는 황토온돌층

   에는 황토(22) 또는 황토 혼합물이 황토층 유지부재(21)의 내측공간부에 채워지고, 그 타측면에 결합된 황토온돌층(2)에는 황토 등이 황토층 유지부재(21)안에 채워지지않고 공기만 채워진 것을 특징으로 하는 황토 전기온돌.
4. 청구항 1 내지 2중 어느 한 항에 있어서, 황토온돌층(2)이 하니컴, 사각형, 마름모, 원 형태 등의 황토층 유지부재(21) 내에 황토(22) 또는 황토, 맥반석, 운모석, 옥돌 분말등의 혼합물이 채워진 것을 특징으로 하는 황토 전기온돌