KR200292679Y1 - 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌에 관한 것으로, 신속한 난방을 행하면서도 장시간 실내를 축열식으로 보온할 수 있으며, 각종 원적외선을 방사토록 하는 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌을 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 전체 형상이 직육면체 형상으로 이루어지며, 그 최상단에 마그네슘을 포함하고 철, 크롬, 카본 중 어느 하나가 더 포함되고, 그 상면에 케이블을 요입시킬 수 있는 케이블 삽입홈이 각설된 마그네시아 층과; 상기 마그네시아 층의 하부에 형성되어, 상기 마그네시아 층으로부터의 열전달에 의해 축열 및 방수를 행하는 하부 축열층과; 상기 마그네시아 층에 형성된 케이블 삽입홈에 삽입되어 일정온도로 열을 발생시키는 히팅 케이블로 구성된 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌을 제공한다.

Description

원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌{BRICK OF HEAT ACCUMULATING TYPE HAVING A MULTI HEAT ACCUMULATING STRUCTURE OF FAR-INFRARED RAYS EMISSION TYPE}

본 고안은 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌에 관한 것으로, 보다 상세하게 신속한 난방을 행하면서도 장시간 실내를 축열식으로 보온할 수 있으며, 각종 원적외선을 방사토록 하는 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 기존의 축열온돌 난방시스템에는 히팅케이블의 규격화 및 제품화가 되어있지 않고 축열난방의 시공 방법도 이론적 근거가 부족한 상태에서 축열식 온돌난방을 시공해왔다. 기존의 축열난방에 이용되어온 히팅케이블은 두가지가 있는 바, 그 첫째는 절연물이 실리콘 외장에 내열 PVC외장으로 구성된 이중 구조 히팅케이블이 있었는데 시간이 많이 지나면, 먼저 PVC가 온도에 못이겨 파괴되어 기름이 빠지면서, 경화현상이 일어나고, 그 내부의 절연물인 실리콘은 강도에 약해서, 축열층 구조의 석분이나 자갈 등이 있는 환경에서는 찢어지는 현상으로 지금은 거의 사용을 못하고 있다.

둘째는, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이 통칭 씨즈히터로 알려지며, 외관은 스텐으로 만들어졌고 내부절연물은 미네랄 인슐레이티드을 넣어서, 기존의 PVC히팅케이블에 비하여, 발열부의 수명이나, 강도 및 절연물등이 오래가는 제품으로 인정되어 왔다. 그러나, 히터의 길이가3m가 가장 길고 6m까지는 제작 되지만 중간 중간에는 히팅케이블이 아닌 리드선으로 연결된 노출연결부를 필수적으로 구성하여 현장 시공된다.

그동안 히팅케이블의 제작은 평형별 모델이 없고, 씨즈히터의 경우 3m --6m로 제작되어 중간 노출된 조인트를 연결하고 리드선을 쓰기 때문에 히터를 축열층에 시공할 때, 시공이 번거롭고, 연결부분 때문에, 절연성능이 떨어지는 한계를 갖고있다.

또한, 종래의 축열난방 시공방법은 상기 히팅케이블의 구조에 맞춰 시공하여 왔다. 즉, 앞에서 먼저 언급된 실리콘외장에 내열 PVC내장의 히팅케이블을 이용한 축열 난방구조에서는 1차 바닥 단열층(비닐+스치로폴), 2차 축열층(석분 4cm + 석분4cm)사이에 스페이서나 지지대 등을 놓고 케이블을 깔았다. 3차 마감층에는 스치로폴을 깔고 미장마감을 하였다.

두번째로 언급된 씨즈히터 구조의 히팅케이블에서는 씨즈히터 온도가 기존 히팅케이블보다 높기 때문에(기존 히팅케이블80℃에서 씨즈히터 약220℃), 1차 바닥 단열층의 구조상 바닥 스치로폴 등의 단열재가 녹는 것을 막기위하여(스치로폴의 융점온도 75℃이상이면 변형되거나 녹는다.)보온덮개(후포)를 보강하였고, 은박지도 깔았다. 그리고 축열재층를 형성할때에 자갈을 넣었다. 그러나 자갈을 깔더라도 높은 온도 때문에 1차 자갈 4--5cm를 깔고 2차 자갈 약 10cm 정도를 깔아서, 방바닥온도가 최대한 높은 온도가 올라가지 않도록 경험적인 단순판단에 따라 시공을 하였다. 마감층에 있어서도, 기존에는 스치로폴 등을 썼지만 씨즈히터의 경우에는 통상 후포를 사용하였다. 이는 씨즈히터 발열온도가 너무 높아 상부 스치로폴이 녹을 수 있기 때문이었다.

심야 축열 온돌난방에 사용되는 씨즈히터와 실리콘/내열 PVC히터등은 기본적으로 시공자가 시공할 때, 하자부담 등으로 인하여, 상당히 고심해 온게 사실이다. 축열난방 구조시공도 후자에 언급된 히터구조로는 시간이 많이 걸리고 인건비가 많이들어 시공비가 부담되었다.

최근에는 주택뿐만 아니라, 교회, 성당 연수원 등의 넓은 바닥도 난방이 이루어지고 있으나 그 방식은 3m - 6m의 히터 케이블의 중간을 연결해서 넓은 바닥을 처리하며, 전원이 공급되는 일부분(약 40cm정도) 및 상기 노출된 연결부등에서는 난방이 되지 않는 문제점이 있고, 리드선을 히터케이블 가까운 곳에서 늘려서 벽쪽의 조인트박스까지 연결해야 하는 취약점이 있으며, 수분이 많은 화장실 바닥 등은 연결점이 많아서 절연이 파괴되어 누전 될 가능성이 많은 등 시공상의 여러 문제점이 상존해왔다.

이와같이 심야 축열용 전기난방시스템을 적용하는 데에 있어서 히팅케이블의 노출조인트 등의 문제점으로 인하여 시공상의 불편은 물론 이 부분의 잦은 고장으로 인한 하자 발생이 많고, 이를 사후 관리함에 따른 하자부담이 가중되며, 그에따른 인건비도 발생되었다.

또한 전기가 들어오는 22:00 -- 08:00까지의 시간만을 가지고 전기가 들어오지 않는 08:00--22:00까지의 14시간동안 충분히 저장된 축열량으로 난방을 하는 것이 현재의 축열방법이기는 하나 아직까지 정형화된 논리적 근거나 시방이 없어서 개략적 감각으로 시공을 해왔다.

한편, 심야전력을 이용한 축열 난방방식에 있어 1차 하부 단열층 (비닐 + 은박지 + 단열재 + 후포)과, 2차 축열층 (석분, 화강암이나 자갈 + 실리콘 히타 또는 시즈히타 + 석분이나 자갈)과, 3차 상부 마감층 (보온덮개 + 미장 + 마감장판)으로이루어진 축열단층구조로 인하여 그 열원의 보존시간이 지나치게 짧고, 한정된 전기공급시간(약 10시간)동안에 전기에너지를 열에너지로 전환시키는 과정에서 상층부로만 열이 올라가는 구조로 시공되어 난방면의 하부 또는 외부로 열의 손실이 많았으며, 전기가 정상사용되는 시간동안에 상부로 올라오는 열의 온도가 너무 높은 단점도 있었다.

따라서, 기존의 심야 축열용 전기난방시스템은 다층의 축열층과, 일정두께이상의 상부 마감층을 포함하여 구성되므로, 실내의 온도를 일정온도이상으로 상승시키는 데 상당한 시간이 소요된다는 문제가 있으며, 그 온도제어가 효과적으로 이루어지지 못한다는 단점이 있다. 또한, 최근에는 더욱 쾌적한 난방환경의 조성을 위해 황토, 숯, 바이오 세라믹, 옥 등의 원적외선 재질에 대한 관심이 고조되는 실정이긴 하나, 이러한 재질을 심야 축열용 전기난방 시스템에 적용한 예는 전무하다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 신속한 난방을 행하면서도 장시간 실내를 축열식으로 보온할 수 있으며, 각종 원적외선을 방사토록 하는 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a는 종래 축열식 전기온돌장치의 평면개략도,

도 1b는 종래 축열식 전기온돌장치의 히팅케이블이 매입된 단층구조와 그 연결부분을 나타내는 일부 절개 단면도,

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌의 외형을 도시한 사시도,

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌의 구성을 나타내는 측단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

200:축열용벽돌, 202:축열층,

204:마그네시아층, 206:케이블삽입홈,

208:히팅케이블.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면 전체 형상이 직육면체 형상으로 이루어지며, 그 최상단에 마그네슘을 포함하고 철, 크롬, 카본 중 어느 하나가 더 포함되고, 그 상면에 케이블을 요입시킬 수 있는 케이블 삽입홈이 각설된 마그네시아 층과; 상기 마그네시아 층의 하부에 형성되어, 상기마그네시아 층으로부터의 열전달에 의해 축열 및 방수를 행하는 하부 축열층과; 상기 마그네시아 층에 형성된 케이블 삽입홈에 삽입되어 일정온도로 열을 발생시키는 히팅 케이블로 구성된 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌을 제공한다.

바람직하게, 상기 하부 축열층은 그 최하층에 비닐층이 형성되어 하부 방수를 행하며, 그 상부에는 단열층인 스티로폴층이 형성되어 하부 방온을 행하고, 그 상부에는 원적외선 발생층이 형성되고, 그 원적외선 발생층의 상부에는 시멘트 벽돌이나, 강자갈, 잡석 등으로 이루어진 중간축열층이 형성되는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌을 제공한다.

더욱 바람직하게, 상기 원적외선 방사층은 황토, 숯, 바이오 세라믹, 옥 중 어느 하나이상의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌을 제공한다.

이하, 본 고안에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌의 외형을 도시한 사시도이다.

이를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌(200)은 전체적으로 직육면체의 형상으로 이루어져 있으며, 그 최상단에는 마그네시아 층(204: magnesia brick layer)이 형성되고, 그 하부에는 축열층(202)이 형성되어 있다.

상기 마그네시아 층(204)은 그 상면에 히팅케이블(208)이 안착되는 십자형태의 케이블 삽입홈(206)이 각설되어 있으며, 케이블 삽입홈(206)에는 히팅케이블(208)이 이웃하는 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌(도시는 생략)의 다른 케이블 삽입홈(206)으로 연결되어 삽입되게 된다.

이때, 상기 마그네시아 층(204)은 고순도의 마그네슘으로 이루어져 그 케이블 삽입홈(206)에 안착된 히팅케이블(208)의 절연을 효과적으로 수행함으로써 화장실, 지하실, 벽체 등의 다습한 장소에도 시공되어 온열재로서 사용할 수 있다. 또한, 상기 마그네시아 층(204)은 단지 마그네슘(Mg)으로만 이루어진 것이 아니고, 마그네슘(Mg)과 칼슘(Ca)으로 제작되거나, 마그네슘(Mg)과 기타 복합 구성요소의 추가로 인해 더욱 절연성을 높히면서 내구성 및 전열성을 향상시킬 수 있게 된다. 예컨대, 마그네슘(Mg)에 대해 일정 몰비로 추가되는 물질은 크롬(Cr)이나, 카본(C), 철(Fe)들중 어느 하나이상이다.

또한, 상기 마그네시아 층(204)은 히팅케이블(208)이 용이하게 삽입 안착되는 케이블 삽입홈(206)이 형성되어 있으므로, 그 시공이 매우 신속하게 이루어질 수 있으며, 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌(200)의 보수시에도 신속하게 교체할 수 있게 된다. 더불어, 상기 마그네시아 층(204)은 특수 축열재로서 열을 매우 용이하게 축열할 수 있다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌의 구성을 나타내는 측단면도이다.

이를 참조하면, 본 고안에 따른 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌(200)의 축열층(202)에 대해 보다 상세하게 기술하면, 상기 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌(200)의 축열층(202)은 그 최하층에 비닐층이 형성되어 하부 방수를 행하며, 그 상부에는 단열층인 스티로폴층이 형성되어 하부 방온을 행한다.

또한, 그 스티로폴층의 상부에는 황토, 숯, 바이오 세라믹, 옥 등의 각종 원적외선 발생층이 형성되는 바, 원적외선이라 함은 적외선 중 파장이 긴 것을 말하며, 원적외선은 가시광선의 적색 영역보다 파장이 길어 열작용이 큰 전자파의 일종으로, 인체에 잘 흡수되어 인체의 신진대사를 활성화시키는 광선을 말한다.

그리고, 그 원적외선 발생층의 상부에는 시멘트 벽돌이나, 강자갈, 잡석 등으로 이루어진 중간축열층이 형성된다. 그 중간축열층의 상부에는 상기한 마그네시아 층(204)이 형성되고, 그 마그네시아 층(204)의 상부에는 시멘트 미장층(203)으로 마감을 행하게 된다.

따라서, 본 고안에 따른 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌(200)은 크게 마그네시아 층(204)과 축열층(202)으로 구성되며, 그 축열층(202)은 비닐층과 스티로폴층으로 이루어진 단열층과, 단열층의 상부에 구성되는 원적외선 발생층과, 원적외선 발생층의 상부에 구성되는 중간축열층으로 이루어짐으로써, 신속한 시공을 행할 수 있으며, 상기 히팅케이블(208)에 전원투입시 신속한 난방을 행할 수 있고, 난방시 원적외선이 그 상부측으로 방사되게 되므로 인체에 매우 유용하게 된다.

종래의 축열식 벽돌의 경우, 본 고안에서와 같이 케이블 삽입홈(206)이 각설된 마그네시아층(204)을 갖추고 있지 못하므로, 그 시공후 벽돌 보수나 교체시, 최상 미장층을 분쇄하면서 케이블(208)을 교체할 때, 축열식 벽돌 자체가 훼손될 우려가 매우 높았다. 그러나, 본 고안에서 예시한 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌(200)은 신속한 시공과 더불어, 벽돌 교체시나 보수시 히팅케이블(208)의 수거가 매우 간편해졌으며, 내구성이 높은 마그네시아 층(204)이 그 하부의 축열층(202)을 보호하기도 하게 되므로 벽돌 자체의 훼손이 거의 일어나지 않는다.

한편, 본 고안의 실시예에 따른 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능한 것이며, 특히 이를 제조하는 경우 시멘트 자갈벽돌층과 마그네시아층을 각각 분리하여 제조할 수도 있고 또는 시멘트와 자갈벽돌, 그리고 마그네시아를 소정의 배합비율로 혼합한 후 그 혼합물을 일체로 성형하여 제조할 수도 있는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌은 축열 벽돌을 규격화하여 생산함으로써 그 시공작업 등의 작업성을 매우 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 작업 공수도 대폭 감소시킬 수 있다. 또한, 마그네시아 층은 특수 축열재로서 매우 용이하게 열을 축열할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전체 형상이 직육면체 형상으로 이루어지며, 그 최상단에 마그네슘을 포함하고 철, 크롬, 카본 중 어느 하나가 더 포함되고, 그 상면에 케이블을 요입시킬 수 있는 케이블 삽입홈이 각설된 마그네시아 층과;

   상기 마그네시아 층의 하부에 형성되어, 상기 마그네시아 층으로부터의 열전달에 의해 축열 및 방수를 행하는 하부 축열층과;

   상기 마그네시아 층에 형성된 케이블 삽입홈에 삽입되어 일정온도로 열을 발생시키는 히팅 케이블로 구성된 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 축열층은 그 최하층에 비닐층이 형성되어 하부 방수를 행하며, 그 상부에는 단열층인 스티로폴층이 형성되어 하부 방온을 행하고, 그 상부에는 원적외선 발생층이 형성되고, 그 원적외선 발생층의 상부에는 시멘트 벽돌이나, 강자갈, 잡석 등으로 이루어진 중간축열층이 형성되는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 원적외선 방사층은 황토, 숯, 바이오 세라믹, 옥 중 어느 하나이상의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 원적외선 방사식 복합 축열구조를 갖는 축열용 벽돌.