KR200281026Y1 - 진공전도 가온식 난방용 라지에타 - Google Patents

Abstract

본 고안은 난방용 라지에타의 개선에 관한 것으로 특히 진공전도 가온식의 파이프구조물을 이용하여 라지에타를 구성함으로써 매우 우수한 난방효율 내지 에너지절약효과를 제공하고, 또한 관련 난방시스템의 구성 및 시공을 크게 간소, 효율화하는 데에 기여할 수 있는 것 등의 장점을 지닌 진공전도 가온식 난방용 라지에타에 관한 것이다.

본 고안은 복수의 단위체의 진공전도 가온 파이프구조물(70)들로 이루어진 방열부(80)와, 상기 방열부(80)를 이루는 각 진공전도 가온 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)가 연결접속되고 그 접속된 각 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)주위로 난방수를 공급유통시킬 수 있도록 된 난방수유통관(90)을 포함하는 구성을 특징으로 하는 진공전도 가온식 난방용 라지에타를 제공한다.

Description

진공전도 가온식 난방용 라지에타{ROOM HEATING RADIATOR UTILIZING VACUUM HEAT TRANSFER PIPE STRUCTURE}

본 고안은 난방용 라지에타의 개선에 관한 것으로, 특히 진공전도 가온식의 파이프구조물을 이용하여 높은 열효율 내지 에너지절약효과를 제공하고 또 이러한 라지에타 및 관련 시설의 제작, 설치상에 다대한 편리를 제공할 수 있도록 된 진공전도 가온식 난방용 라지에타에 관한 것이다.

일정 길이 및 직경의 파이프구조물 내부를 진공화하고 그 진공화된 파이프내부에 수열 및 방열에 의해 액체 및 기체간의 상변화를 일으킬 수 있는 작동유체를 적당량 수용한 상태에서, 상기 파이프의 일측으로부터 예컨대 이 파이프의 일측을 가열하는 것과 같은 열적 변화를 가하게 되면 파이프내부에 수용되어 있는 작동유체가 액체 및 기체간의 상변화를 연속적으로 일으켜 파이프내부를 순환하면서 파이프 일측으로부터의 열을 파이프 타측으로 신속 전달하게 되며, 이때의 열전달성능은 은이나 구리와 같은 양질의 열전도체 자체를 통한 열전달의 경우보다 수백배 내지 수십만배에 이르는 매우 큰 열전달성능으로 이루어지게 된다.

위와 같은 열전달작용을 이루어 내도록 된 진공전도 가온 파이프구조물은 내부의 진공화된 밀폐공간에서 순환하는 작동유체가 액체-기체간의 상변화를 연속적으로 수행할 때 동반하는 잠열을 이용하여 열을 이동시킴으로써 단일상의 열전달매체를 이용하는 통상적인 열전달기기에 비해 매우 큰 열전달성능을 발휘하는 열전달요소의 일종으로서, 그 탁월하고 특징적인 열전달성능으로 인해 전자, 정밀기계,항공, 우주, 냉난방 등 열전달이 필요한 산업분야 전반에 걸쳐 광범위한 응용가능성을 지니고 있다.

도1은 본 고안이 관련된 진공전도 가온 파이프구조물의 구성 및 작동 개요를 도시한 것인데, 이는 양단이 폐쇄된 금속재의 파이프로 이루어지고 그 내부공간을 진공화시킨 파이프구조물 몸체(10)와, 이 파이프구조물 몸체(10)의 내주면을 따라 배치된 위크(WICK)(20)와, 상기 파이프구조물 몸체(10)의 내부공간에 적정 비율로 수용시킨 작동유체(30)를 포함하는 구성으로 되어 있으며, 이와 같이 구성된 파이프구조물의 증발부(40)에 열이 가해지면 그 열은 열전도에 의해 파이프구조물 몸체(10)를 통해 내부의 작동유체(30)로 전달된다. 그러면 평형상태에 있던 작동유체(30)의 액체-기체 경계면에서 증발이 일어나면서 증발부(40)내의 밀도와 압력이 증가하여 압력구배가 유발되며, 이에 의해 증기는 단열부(50)를 거쳐 응축부(60)쪽으로 이동하게 된다. 상기 응축부(60)의 외부에는 예컨대 실내공기와 같은 냉각원(HEAT SINK)이 존재하는데, 증발부(40)에서 이동된 증기의 온도가 응축부(60)에서의 액체 및 벽부온도보다 높은 상태에 있으므로 증기는 열을 방출한 후 액체상태로 응축된다. 응축된 액체는 위크(20)의 모세관작용에 의해 이 위크(20)를 따라 증발부(40)로 귀환되어지고 귀환된 액체는 다시 위의 과정을 반복하여 작동유체(30)의 연속적인 상변화 순환 및 이로 인한 높은 효율의 열전달이 이루어지게 되는 것이다. 여기에서, 상기 위크(20)는 적정의 모세관작용을 일으킬 수 있는 다공성 구조물이나 그루브(GROOVES) 형태로 이루어지게 된다.

본 고안은 위와 같은 열전달작용을 가지는 파이프구조물을 난방, 또는 냉방에 활용할 경우 예컨대 보일러에서 생성된 온수와 같은 열매체나 혹은 냉매를 파이프구조물의 어느 한 부위만을 거쳐 흐르도록 시스템을 구성하하여도 파이프구조물 전체의 방열면적에 상응하는 높은 열효율을 얻어낼 수 있으므로 시스템의 전체 구성을 크게 간소, 효율화하면서 높은 효율의 난방 또는 냉방 효과를 이루어낼 수 있다는 점에 착안하여 연구된 것이다.

본 고안은 이러한 배경에서 연구고안된 것으로, 특히 상술한 바와 같은 작동원리의 진공전도 가온식의 파이프구조물을 난방용 라지에타의 구성에 바람직하게 조합시킴으로써 관련 난방시스템의 전체 구성을 크게 간소, 효율화할 수 있는 동시에 시공상에 다대한 이점 및 비용절감의 효과를 제공할 수 있고, 그러면서 보다 적은 에너지 소모로 보다 높은 효율의 난방효과를 이루어낼 수 있는, 새로운 타입의 진공전도 가온식 난방용 라지에타를 제공함을 그 목적으로 하는 것이다.

도1은 본 고안이 관련된 진공전도 가온 파이프구조물의 기본 구성 및 작동 개념도,

도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 라지에타의 정면도,

도3은 도2에 도시된 라지에타의 사시도,

도4는 본 고안에 따른 라지에타의 요부발췌 측단면도,

도5는 본 고안의 다른 가능한 실시예에 따른 라지에타의 정면도,

도6은 도5에 도시된 라지에타의 사시도,

도7은 본 고안의 또 다른 가능한 실시예에 따른 라지에타에 있어서 요부를 발췌 확대하여 도시한 평단면도.

* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 진공전도 가온 파이프구조물 몸체 20 : 위크 30 : 작동유체

40 : 증발부 50 : 단열부 60 : 응축부

70 : 진공전도 가온 파이프구조물 80 : 방열부 90 : 난방수유통관

100 : 방열핀 110 : 지지판 120 : 브래킷

130 : 클립

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은 복수의 단위체의 진공전도 가온 파이프구조물들로 이루어진 방열부와, 상기 방열부를 이루는 각 진공전도 가온 파이프구조물의 증발부쪽 단부가 공통으로 연결접속되고 그 접속된 각 파이프구조물의 증발부쪽 단부주위로 난방수를 공급유동시킬 수 있도록 된 난방수유통관을 포함하는 구성을 특징으로하는 진공전도 가온식 난방용 라지에타를 제공한다.

이하에서, 본 고안을 첨부도면에 예시된 실시예들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도2, 도3은 본 고안의 한 바람직한 실시예에 따른 라지에타의 구성을 보여 주는데, 여기에 도시된 예와 같이 본 고안의 난방용 라지에타는 각각 독립적으로 구성, 작동되는 복수의 동일한 진공전도 가온 파이프구조물(70)들로 이루어진 방열부(80)와, 상기 방열부(80)를 이루는 각 진공전도 가온 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)들이 공통으로 연결접속되고 그 접속된 각 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)주위로 난방수를 공급유통시킬 수 있도록 된 난방수유통관(90)을 포함하는 구성으로 된다.

상기 난방수유통관(90)은 통상의 난방수순환 배관라인에 연결접속될 수 있는 입수구(91)와 출수구(92)를 그 일측단부 및 타측단부에 설치구비하며, 이 난방수유통관(90)의 내부에는 도4에서 보는 바와 같이 동 난방수유통관(90)의 내부로 삽입설치된 각 진공전도 가온 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)주위로 난방수를 접촉유통시키는 난방수유통로(93)가 형성제공되어 있다.상기 난방수유통관(90)은 도 4의 단면도에서와 같이, 난방수유통로(93)가 그 길이방향과 직교되는 높이방향을 따라 요철형상으로 형성되며, 이로인해 난방수량을 줄여 보일러의 효율을 증대시키고 난방수의 수압을 줄여 난방수유통관(90)이 터지는 현상을 방지할 수 있도록 한 구조이다.

상기 각 진공전도 가온 파이프구조물(70)의 외주면에는 예컨대 도시된 예와 같은 적정의 방열핀(100)들을 형성구비하여 각 파이프구조물(70)로부터의 방열작용이 보다 원활히 이루어지도록 할 수 있다.

도시된 실시예에 있어서, 상기 각 파이프구조물(70)의 난방수유통관(90)에 연결접속된 부위의 반대쪽 단부들은 하나의 지지판(110)에 연결고정되어 있으며, 도면상 미설명부호 120은 설치용 브래킷을 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 고안의 라지에타는 그 난방수유통관(90)의 양단에 형성되어 있는 입수구(91) 및 출수구(92)를 통상적인 난방수순환시스템의 배관라인에연결접속시켜 실내난방수단으로서 설치사용될 수 있다.

이러한 설치상태에서, 여기에 도시되지 않은 보일러로부터 생성된 난방수가 입수구(91)를 통해 난방수유통관(90)내부로 유입되어 출수구(92)쪽으로 흐르면 이 난방수는 상기 난방수유통관(90)내부에 형성되어 있는 난방수유통로(93)를 통해 흐르면서 그 열이 난방수유통관(90)을 통해 외부로 방출되어 그에 상응하는 난방작용을 제공하게 되는 동시에 이 난방수유통관(90)에 삽입설치되어 있는 진공전도 가온 파이프구조물(70)들의 증발부쪽 단부(71)들을 가열시켜 주게 된다. 이와 같이 하여 상기 각 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)에 전하여진 난방수로부터의 열은 파이프구조물(70) 내부에 수용되어 있는 작동유체에 전달되어 이 작동유체를 가열시켜 주게 됨으로써 작동유체의 증발을 일으키게 되고, 이에 따라 상기 각 파이프구조물(70)의 내부에서는 이에 수용되어 있는 작동유체가 전술한 바와 같은 원리로 액체-기체간의 연속적인 상변화를 일으켜 순환하면서 잠열을 방출하여 파이프구조물(70) 외부의 실내공기를 가열시켜 주게 됨으로써 난방이 이루어지게 되는 것이다.

위와 같은 난방작동으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 고안의 라지에타는, 종래의 일반적인 라지에타가 그 라지에타를 구성하는 관 전체의 내부를 통해 난방수를 순환시켜 난방을 이루도록 되어 있는 것과는 달리 한 직선상의 난방수유통관(90)을 통한 짧은 거리의 난방수유통만으로 매우 우수한 난방작용을 이루어낼 수 있으므로 관련 시스템의 난방수순환저항을 크게 줄일 수 있는 동시에 시스템의 구성을 가일층 간소하고, 효율적으로 이룩할 수 있고, 그러면서 진공전도가온 파이프구조물(70)들을 이용한 뛰어난 열전달작용으로 종전보다 훨씬 더 효율적이고 에너지절약적인 난방을 이루어 낼 수 있는 장점을 제공하는 것이다.

도5, 도6은 상술한 본 고안의 다른 가능한 실시예에 따른 라지에타의 구성을 도시한 것으로, 이 실시예의 라지에타 역시 복수의 단위체의 진공전도 가온 파이프구조물(70)들로 이루어진 방열부(80)와, 상기 방열부(80)를 이루고 있는 각 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)들이 연결접속되고 그 접속된 각 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)주위로 난방수를 공급유통시킬 수 있도록 된 난방수유통관(90)을 포함하는 기본적인 구성 및 작용효과는 전술한 도2, 도3의 실시예와 동일하나, 그 진공전도 가온 파이프구조물(70)의 외면에 형성제공되어 있는 방열핀(100)의 형태가 앞서 든 실시예와 다르게 되어 있다.

본 고안의 라지에타는 그 진공전도 가온 파이프구조물(70)의 외면에 방열작용촉진을 위해 형성제공되는 방열핀(100)이 상기 도2, 도3 또는 도5, 도6의 실시예에서와 같은 형태로 형성될 수 있으며, 설계에 따라 다른 적절한 형태의 방열핀도 가능하다. 또한 상기 파이프구조물(70)의 구성형태도 도시된 직선형의 것이외에도 예컨대 ∩과 같은 다른 변형된 구성형태가 가능하고, 이러한 진공전도 가온 파이프구조물의 작동특성상 라지에타의 설치방향 내지 설치각도도 시공상황이나 조건에 따라 여러 가지로 달리 할 수 있다.

나아가서, 도7은 본 고안의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 라지에타의 요부구성을 발췌확대하여 도시한 평단면도인데, 이 도7의 실시예에 있어서는 라지에타의 방열부(80)를 구성하는 각 진공전도 가온 파이프구조물(70)의 외면에 착탈식의 방열핀(100)을 결합설치하여 라지에타를 구성한 점이 전술한 실시예들과 다르다. 이를 좀 더 상세히 설명해보면, 상기 도7의 실시예에 적용되는 방열핀(100)은 클립(130)을 사용하여 서로 조립 또는 분해될 수 있는 좌우 한쌍의 방열체(100a)(100b)로 조합구성되어 있으며, 각 방열체(100a)(100b)는 파이프구조물(70)의 외면에 밀착될 수 있는 원호상의 지지체(101)와, 이 지지체(101)의 외면에 돌출형성된 복수의 방사상 돌조(102)들을 포함하는 구성으로 되어 있다. 상기 한 쌍의 방열체(100a)(100b)에 있어서 이들 방열체(100a)(100b)가 도7과 같이 서로 마주 조립된 후 클립(130)이 끼워지는 부분의 돌조(102)에는 상기 클립(130)이 임의로 되빠지는 것을 방지하기 위한 적정의 걸림턱(103)이 형성제공되어 있다.

상기 도7의 실시예는 방열핀(100)을 파이프구조물(70)과는 별도로 제작한 후 라지에타의 설치현장에서 각 파이프구조물(70)의 외면에 간단히 조립설치해줄 수 있고 필요에 따라 선택적인 착탈이 가능하기 때문에 본 라지에타의 구성요소들중 제작상 가장 주의를 요하는 진공전도 가온 파이프구조물(70)의 제작을 보다 용이하게 이루어낼 수 있고 라지에타 구성부품의 표준화를 가능하게 하여 주는 동시에 시공상의 융통성을 더욱 높여줄 수 있는 장점을 제공한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 열전달성능이 우수한 진공전도 가온 파이프구조물을 이상적으로 조합시켜 구성한 난방용 라지에타로서 종래의 일반적인 난방용 라지에타에 비해 더 적은 난방수로도 훨씬 더 우수한 난방효율 내지 에너지절약효과를 제공하고 또한 관련 난방시스템의 구성을 보다 간소, 효율화할 수 있도록 하여 주는 동시에 시공상에 다대한 편리와 융통성을 제공하는 효과를 지닌 것이다.

여기에서는 본 고안이 난방용으로 설명되어 있으나, 이를 냉방용으로 활용하는 것도 가능하다.

Claims (2)

1. 복수의 단위체의 진공전도 가온 파이프구조물(70)들로 이루어진 방열부(80)와, 상기 방열부(80)를 이루는 각 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)가 연결접속되고 그 접속된 각 파이프구조물(70)의 증발부쪽 단부(71)주위로 난방수를 공급유통시킬 수 있도록 된 난방수유통관(90)과, 상기 각 진공전도 가온 파이프구조물(70)의 외면에 그 길이방향으로 쌍을 이루어 다수 설치된 방열핀(100)을 포함하여 구성되는 진공전도 가온식 난방용 라지에타에 있어서,

   상기 난방수유통관(90)은 그 길이방향과 직교되는 상하방향을 따라 요철형태로 형성된 것을 특징으로 하는 진공전도 가온식 난방용 라지에타.
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