KR200271624Y1 - 히트파이프를 이용한 난방용 난방관 및 난방관 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 히트파이프를 이용한 난방용 난방관 및 난방관의 가열장치에 관한 것으로서, 특히 난방관의 방열 표면적을 극대화 하여 난방이 효과적으로 이루어지게 함과 동시에 난방관의 가열을 위한 온수의 순환이 신속하게 순환되게 하므로서 보다 이상적인 난방이 이루어질 수 있게 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 라관(20) 외면에 장방형으로 구성된 다수개의 방열판(10)을 끼워 서로 근접 구성되게 하되 라관(20)을 확관하여 라관(20) 외면에 방열판(10)이 밀착구성되게 하고, 상기 라관(20)의 양측단부를 밀폐, 진공화 시킴과 동시에 열 매질을 충진하여 히트파이프(가)를 얻고, 상기 히트 파이프(가)를 U형으로 절곡 구성된 온수관(30)의 단부에 닛블(41)을 통하여 결합구성되게 하고, 상기 온수관(30)은 연결관(31)을 통하여 다른 온수관(30)과 연결구성되게 한 것이다.

Description

히트파이프를 이용한 난방용 난방관 및 난방관 가열장치{Heatpipe and its heating device}

본 고안은 히트파이프를 이용한 난방장치에 관한 것으로서, 특히 히트파이프 외면에 장방형으로 구성된 방열판을 다수개 삽입하여 방열효과를 극대화 시킴과 동시에 상기 히트파이프를 가열하기 위한 가열수조의 구성을 U형으로 하여 온수의 순환이 신속하게 이루어질 수 있게 하므로서 효과적인 난방이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 히트파이프를 이용한 난방은 단순히 히트파이프를 온수가 순환하게 구성된 헤드에 결합한 다음 헤드를 순환하는 온수에 의해 히트파이프가 가열되게 하고 히트파이프의 가열에 의해 바닥이 가열되고 난방이 이루어지도록 한 것이다.

상기한 구성의 난방장치는 온수관을 지그재그로 설치한 다음 온수를 순환시켜 난방이 이루어지게 한 온수순환방식의 난방장치에 비하여는 난방이 신속하게 이루어지게 되는 등의 효과가 있는 것이었으나 다음과 같은 단점도 있는 것이었다.

즉 바닥을 가열하는 수단이 단순한 원통형의 히트파이프 외경과 접하는 면의 가열에 의한 난방이므로 난방효율이 떨어지게 될 뿐 아니라 히트파이프 가열을 위한 헤드의 구성이 나란히 배시된 헤드와 헤드를 연결관으로 연결한 H형태이므로 온수가 연결관을 경유하기 위하여서는 직각으로 흐름이 변환되어야 하므로 온수의 원활한 흐름에 장애가 되어 난방효율이 떨어지게 되는 등의 단점이 있는 것이었다.

본 고안은 이러한 종래의 제반 단점을 시정하고자 안출한 것으로서 히트파이프의 방열면적을 극대화하여 난방효율이 우수하게 함과 동시에 히트파이프를 가열하는 온수의 흐름을 원활히 하여 보다 효과적인 난방이 이루어질 수 있게 구성한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 난방을 위한 가열수단인 히트파이프 외면에 장방형으로 구성된 다수의 방열판을 밀착되게 결합구성하므로서 히트파이프의 가열된 열이 방열판으로 신속히 전달되게 하고, 상기 방열판이 넓은 면적으로 바닥과 접하여 열을 전달하게 되므로 신속하고, 효율적인 난방이 이루어지게 하며, 또한 상기 히트파이프를 가열하기 위한 수단인 가열수조의 구성은 양단부에 헤드가 구성된 온수관을 만곡지게 절곡구성하고, 상기 온수관을 연결관으로 연결구성되게 하므로서 온수의 흐름이 원활하게 이루어지게 구성한 것이다.

도1 : 본 고안에서 제공하고자 하는 히트파이프의 평면구성도.

도2 : 본 고안에서 제공하고자 하는 히트파이프의 정면구성도.

도3 : 본 고안에 구성된 방열판의 사시도.

도4 : 본 고안 히트파이프 제작을 위한 라관의 밀봉장치 부분의 분해상태단면구성도.

도5 : 도4의 조립구성도.

도6 : 본 고안에 사용되는 난방관 가열을 위한 온수관의 단면구성도.

도7 : 본 고안의 가열장치에 히트파이프가 조립되는 상태의 단면구성도.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

(가)--히트파이프 (10)--방열판

(11)--플렌지부 (12)--체결공

(13)--만곡돌편 (14)--간격유지편

(20)--라관 (21)--마개

(22)--밀봉밸브 (23)--오링

(24)--와샤 (25)--밀봉볼트

(26)--마개 (27)--나사부

(28)--단턱 (29)--절삭부

(30)--온수관 (31)--연결관

(40)--헤드 (41)--닛볼

(42)--나선부 (43)--오링시트

(45)--와샤 (46)--닛볼볼트

이하 본 고안의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안에서 제공하고자 하는 히트파이프(가)의 평면구성도로서 히트파이프(가) 외면에 다수개의 방열판(10)이 끼워져 밀착구성되어 있다.

상기에서 사용되는 히트파이프(가)의 제작은 다음과 같이 된다.

먼저 라관(20)의 외면에 다수개의 방열판(10)을 서로 밀착되게 결합한다.

이때 방열판(10)은 도3에서와 같이 장방향으로 구성되어 있어 높이보다 측방향으로 길게 구성되게 하며, 상기 방열판(10)의 중앙에는 체결공(12)을 구성하되 체결공(12)에는 플렌지부(11)가 형성하게 하여 라관(20)의 외면과의 접촉면적을 가능한 넓게 구성하고, 상기 체결공(12) 좌우측에는 만곡돌편(12)과 간격유지편(14)이 돌출구성되게 한다.

상기 방열판(10)에 돌출구성된 플렌지부(11)나 만곡돌편(13) 및 간격유지편 (14)은 방열판(10) 제작을 위한 프레스 작업시 동시에 일체형으로 돌출구성되게 한다.

상기한 구성의 방열판(10)이 라관(20) 외면에 끼워져 조립되면 방열판(10)의 중앙부는 체결공(12)에 구성된 플렌지부(11)가 서로 접하여 간격이 유지되고, 양측단부는 간격유지편(14)이 다른 방열판(10)과 접하여 간격이 유지되므로 방열판(10) 사이에는 일정한 공간이 형성되며 이때 방열판(10)은 열전도성이 우수한 동판이나 알루미늄판과 같은 재질의 금속판으로 제작하는 것이 이상적이다.

다수개의 방열판(10) 조립이 완료되면 라관(20)을 확관하여 라관(20) 외면에 방열판(10)의 플렌지부(11)가 일체형으로 밀착되게 한다.

상기 라관(20)를 확관하는 수단은 통상의 확관기를 이용하여 확관하게 되므로 확관에 따른 어려움은 없으며, 확관이 완료된 후에는 공기압으로 관의 파열이나 균열 유무를 검사한 다음 양끝을 밀봉함과 동시에 라관(20) 내부를 진공화한다.

상기 진공밀봉수단은 본인이 특허출원제99-43036호로 출원한 바 있는 "히터파이프 제조방법과 진공밀봉을 위한 밸브 및 밀봉기"에서 언급한 바와 같이 하면되나 간단히 설명하면 다음과 같다.

도4 및 도5 에서와 가이 히트파이프(20)의 일측에 마개(21)를 끼운 다음 용접하여 일측단부가 밀폐되게 하고, 동시에 타측 단부 내면에 나사부(27)가 형성된 밀봉밸브(22)를 끼워 용접하고 동시에 밀봉밸브(22) 내에 오링(23)과 와샤(24)를 차례로 끼워 단턱(28) 상에 위치되게 한다.

상기한 상태에서 밀봉밸브(22)의 나사부에 절삭부(29)가 형성된 밀봉볼트(25)를 느슨하게 결합하여 절삭부(29)를 통하여 라관(20) 내면과 상통하게 하고 상기한 통상의 밀봉기(도시안됨) 하단에 구성된 밸브 삽입구를 밀봉밸브(22)에 끼워 접하게 한 다음 진공 배기관을 통하여 라관(20) 내면의 공기를 흡출하여 진공되게 하고 열매질 주입관을 통하여 열매질이 라관(20) 내에 채워지게 하고, 다시 진공배기관을 통하여 흡출되게 하므로서 한번 더 완전한 진공화가되게 한 다음 진공계를 통하여 원하는 진공도에 도달하게 되면 밀봉기에 구성된 육각렌치를 이용하여 밀봉볼트(25)를 밀봉밸브(22)의 나사부(27)에 나사결합되게 하여 1차 밀봉되게 하고, 다시 외면에 마개(26)를 끼운 다음 용접되게 하므로서 완전한 밀봉이 완료된다.

이때 밀봉볼트(25)와 마개(26) 사이에 내열성 접착제와 같은 접착성 물질을충진할 경우에는 더욱 효과적인 밀봉상태를 유지할 수 있게 되며, 상기 히트파이프(가) 내에 채워지는 열매질은 비중이 낮고 열전도성이 우수한 알콜이나 증류수와 같은 종류의 물질이면 만족한다.

상기에서와 같이 제작 구성된 히트파이프(가)를 U형으로 만곡지게 절곡구성된 온수관(30)의 양측단부 헤드(40)에 조립사용하게 되며, 온수관(30)은 연결관(31)으로 필요한 갯수의 온수관(30)을 연결 사용하게 되며, 상기 온수관(30)에 구성된 헤드(40)를 통하여 히트파이프(가)가 온수관(30)에 조립되는 구성은 다음과 같다.

먼저 온수관(30)의 양측단부에 닛블(41)을 용접하되, 상기 닛블(41)의 내면에는 나선부(42)와 경사면이 구성된 오링시트(43)가 구성되어 있어 닛블(41) 내에 오링(44)을 끼우면 오링(44)이 오링시트(43) 상에 위치하게 되고 상기한 상태에서 와샤(45)를 끼우고 닛블볼트(46)를 나사 결합한다.

상기한 상태에서 닛블볼트(46)을 통하여 히트파이프(가)의 일측단부가 관통되게 하고 닛블볼트(46)를 관통한 히트파이프(가)는 도7 에서와 같이 온수관(30)의 내면 깊숙히 유입되게 한다.

상기한 상태에서 닛블볼트(46)를 닛블(41)에 결합하여 오링시트(43)의 경사면에 의해 오링(44)이 압착되면서 히트파이프(가)와 밀착되어 결합되고 따라서 온수관(30) 및 닛블(41)에 히터파이프(20)가 누수없이 조립고정되게 하고, 상기한 상태에서 온수관(30)으로 온수가 유입되게 하면 히터파이프(가)가 신속히 가열되고, 가열된 히터파이프(가)에 의해 외면에 끼워진 방열판(10)이 가열되어 방열되므로난방이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 상태에서 바닥 난방용으로 사용하고자 할 경우에는 바닥에 약간 경사지게 깔아 설치한 다음 몰탈처리하면 되며, 경사조건은 온수관(30)보다 히터프아프 (가)가 약간 더 높게 설치하면 된다.

이는 히트파이프(가) 내에 충진진 열매질이 가열기화되어 히트파이프(가)를 가열하고 기화된 기체는 다시 액화되고 액화된 열매질은 다시 가열기화되는 동작을 반복하면서 난방이 이루어지게 되어 온수온도와 접근하게 된다.

또한 바닥난방이 아닌 실내난방용으로 사용하고자 할 경우에는 상기한 구성의 히트파이프(가)를 적절한 설치공간에 직립설치하여 사용하면 된다.

이와 같이 구성된 본 고안 히트파이프(가)를 이용한 난방원리를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉 보일러에서 가열된 온수가 온수관(30) 및 연결관(31)을 통하여 순환되게 하면 순환하는 온수에 의해 온수관(30) 내에 위치하는 히트파이프(가)가 가열되면서 충진된 열매질이 가열되고 가열된 열매질은 기화되어 온수관(30) 내에 위치하지 아니한 히트파이프(가)를 가열하게 되고, 기화된 기체는 열을 손실한 다음 응집액화되고 응집액화된 열매질은 다시 기화되어 히트파이프(가)를 가열하는 동작으로 히트파이프(가) 표면온도가 온수의 온도와 거의 동일한 수준으로 가열된다.

히트파이프(가)가 가열되면 히트파이프(가) 외면에 밀착형으로 조립된 방열판(10)이 가열되고 가열된 방열판(10)의 열이 방열판(10)과 접하는 부분을 가열하여 난방이 되게 한다.

즉 바닥난방인 경우에는 시멘트 몰탈을 가열하여 바닥이 난방되게 하고, 실내 난방인 경우에는 주변의 공기를 가열하여 난방이 이루어지게 된다.

위와 같이 히트파이프(가) 외면에 넓은 표면적을 갖는 다수의 방열판(10)에 의해 난방이 이루어지게 되므로 종래와 같이 단순한 히트파이프로만 난방하는 구조와 비교하면 열의 전도 면적이 15~25배 정도 넓게 이루어지게 되므로 바닥의 난방 및 실내의 난방이 효과적으로 이루어지게 된다.

이때 난방면적의 크기에 따라 온수관(30)의 갯수를 증감하여 사용하면 되고, 히트파이프(가)의 길이 또한 난방하고자 하는 장소에 따라 적절히 조정하여 사용하면 된다.

방열판(10)의 체결공(12)에 구성된 플렌지부(11)는 방열판(10) 사이의 간격을 유지함과 동시에 히트파이프(가) 표면과 접촉면적을 넓혀 효과적인 열전달이 이루어지게 하는 것이며, 양측단부에 구성된 간격유지편(14)은 방열판(10)의 양측단부의 간격을 유지하는 기능을 하며, 또한 만곡돌편은 보다 효과적인 방열이 이루어지게 하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은 히트파이프를 이용한 난방장치를 구성함에 있어서 히트파이프 외면에 다수개의 방열판을 끼워 가열수단인 표면적을 극대화하여 효율적인 난방이 이루어지게 함과 동시에, 히트파이프 가열을 위한 온수관의 구성을 만곡지게 절곡구성하여 히트파이프 가열을 위한 온수의 순환이 원활하게 이루어지게 하므로서 보다 효과적인 난방을 기대할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 히트파이프를 이용한 난방장치를 구성함에 있어서, 라관(20) 외면에 장방형으로 구성된 다수개의 방열판(10)을 끼워 다수개의 방열판(10)이 서로 근접구성되게 하고, 상기한 상태에서 라관(20)의 내경을 확관하여 라관(20) 외면에 방열판(10)이 밀착구성되게 하고, 상기한 상태에서 라관(20)의 양측부를 밀폐, 진공화시킴과 동시에 내면에 열매질을 충진하여 히트파이프(가)를 얻고, 상기 히트파이프(가)를 이용하여 난방용으로 사용케 함을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 난방용 난방관.
2. 히트파이프 가열을 위한 온수관을 구성함에 있어서, 온수관(30)을 만곡지게 U형으로 절곡구성하되, 상기 온수관(30)의 양측단부에 히트파이프(가) 고정을 위한 닛볼(41)을 일체형으로 용착구성하고, 상기 온수관(30)의 닛블(41) 하단 일측에는 연결관(31)을 연결하여 또 다른 온수관(30)과 연결구성되게 하므로서 보일러에서 가열된 온수가 연결관(31) 및 온수관(30)을 통하여 온수가 순환하면서 온수관(30)에 끼워진 히트파이프를 가열할 수 있게 구성함을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 난방용 난방관 가열장치.