KR200310019Y1 - 심지(Wick)가 골무형인 히트파이프 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 히트파이프의 작동유체(열전달매체) 윅(Wick)에 관한 것이다.
본 고안은 작동유체 심지(3)를 흡열부(증발부)인 온수관(5)의 온수와 접면하는 히트파이프(1) 안쪽면에는 골무형으로 형성하여 금속망((4)으로 밀착하게 하여 흡열효율이 더욱 좋아지고 빨라지게 하였고, 방열부에는 하부 작동유체(2)가 방열하고 응축되어 모이는 밑면에만 골무형 작동유체심지(3) 꼬리가 형성되게 하여 흡열한 작동유체(2)가 열저항 없이 바로 방열하고 응축되게 하였으며, 응축된 작동유체(액체상태)는 이 꼬리 심지(3)의 모세관 현상으로 흡열부(증발부)로 모아지게 하였다. 이로 인하여 써어모사이폰(Thermo-Syphon)식 히트파이프의 단점인 방열하고 응축된 작동유체(2)를 증발부로 모이게 하는 경사면(도1b)을 주어 정밀시공을 해야하는 번거로움이 없어지게 되었다. 때문에 히트파이프 시공시 본 고안은 경사를 줄 필요가 없어 수평(도1a)으로 설치하기에 시공이 용이하여 누구나 온돌난방 시공작업을 할 수 있으며, 수평으로 설치된 히트파이프 위에 마감하는 시멘트 몰탈(7) 두께도 얇게(도1a) 할 수 있어 히트파이프 생산 코스트 및 시공비를 절감하는 것은 물론 시멘트 몰탈(7) 투입 양을 줄어 건축비까지 줄이는 이득을 제공한다.

Description

심지(Wick)가 골무형인 히트파이프{The Heat Pipe with Working Fluid Cap Type Wick}
히트파이프는 밀봉된 진공상태의 용기내면에 다공성 윅(Wick)을 부착하여 그 윅의 모세관 현상으로 작동유체가 증발, 응축을 반복하게 하는 윅식 히트파이프와 윅을 부착하지 않고 경사를 주어 작동유체가 응축부에서 방열하고 응축된 상태의 작동유체(액체상태) 자체중력으로 증발부로 모이게 하여 증발, 응축을 반복하게 하는 써어모사이폰(Thermo-syphon)식 히트파이프가 있다. 윅식 히트파이프는 작동유체가 증발부에서 흡열하여 방열부로 이동하여 방열하고 응축되면 다시 증발부(흡열부)로 이동(모세관 현상) 하지만 윅 안쪽 공간에 기체상태(열을 먹음은)의 작동유체가 직접 방열하지 못하고 윅을 통과하여 방열하기에, 그 열저항 때문에 효율이 낮다고 할 수 있겠다. 또 써어모사이폰식 히트파이프는 윅이 없기 때문에 반드시 응축부(방열) 끝을 증발부(흡열) 끝보다 높여 경사(도1b)를 주어야 방열하고 응축된 작동유체(2)가 자체중력에 의해 증발부로 이동하게 된다. 이로 인하여 온돌 시공시 윅 부착형과 같이 수평으로 시공하지 못하고 증발부와 응축부를 경사지게 시공해야 하기 때문에 경사진 부피(도1b)만큼 시멘트와 모래를 더 많이 투입해야 하는 단점이 있었다. 또한 작동유체(2)가 증발부에서 흡열할때 접열면적이 작동유체 (2)가 모이는 면(도1b, 도2b)에만 국한되어 있어서(흡열면적이 적어서) 흡열효율이 낮다고 할 수 있겠다.
위에서 본 문제점들을 해소하고, 개선하고자 본 고안은 안출 되었는데, 본 고안은 작동유체심지(3)를 온수관(5)내 온수속에 위치하여 접열하는 히트파이프(1)의 흡열부(증발부) 안쪽면에 골무형으로 형성하여 금속망(4)으로 밀착(밀착시키면 흡열효율이 더욱 좋아지고 빨라짐)시켰고, 방열부(응축부)에는 골무형 작동유체 심지(3) 꼬리를 도1a처럼 히트파이프(1)내 밑면 작동유체(2)가 응축되어 모이는 곳에 길이 방향으로만 설치하여 기체상태(열을 먹음은)인 작동유체가 열저항 및 장애 없이 바로 히트파이프(1) 외부로 방열 할 수 있게 하였으며, 또 방열한 후 응축되는 작동유체는 이 꼬리심지(3)로 하여금 바로 흡수하여 증발부(흡열부)로 이동(모세관 현상)하게 하여 빠르게 흡열하게 하고, 또다시 방열부로 열전달 즉, 응축(방열)이 일어나게 하기에 열효율이 더욱 좋아지게 되었다. 또 써어모사이폰식 히트파이프 같이 온돌 시공시 경사를 주지 않고 수평(도1a)으로 설치해도 되어 시공 편의성은 물론 경사면에 의해 필요한 시멘트 몰탈(7) 양을 줄일 수 있을 것이다.
도 1은 본 고안의 사시도 이고
도 1a는 본 고안의 설치 단면도이며
도 1b는 현재 시중제품 설치 단면도 예이며
도 1c는 본 고안의 설치 시공평면도 예 이다
도 2는 본 고안의 또 다른 예의 사시도 이고
도 2a는 " " 설치 단면도이며
도 2b는 현재 시중제품의 또 다른 설치 단면도 예이다
〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉
1. 히트파이프 2. 작동유체(열전달 매체)
3. 다공성심지(Wick) 4.금속망
5. 온수관 6. 클램프
7. 시멘트 몰탈
상기 목적을 달성하기 위하여 작동유체 심지(3)를 히트파이프(1)내 온수열을 흡열하는 부위 안쪽면에 골무형으로 형성하여 금속망(4)으로 밀착시켜 흡열효율이 더욱 좋아지고 빨라지게 한 본 고안을 첨부한 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 고안의 사시도 이며
도1a는 본 고안의 설치 단면도로서 히트파이프(1)가 온수관(5)내에서 온수의 열을 흡열하는 부위 안쪽면에 본 고안의 작동유체심지(3)가 밀착되어 있어 이 다공성 심지(3)에 흡수되어 있는 작동유체(2)가 보다 빠르게 온수의 열을 흡열하게 되고, 또 골무형 작동유체심지(3) 꼬리가 히트파이프(1)내 밑면 작동유체(2)가 모이는 곳에 길이 방향으로 설치되어 있어 작동유체(2)가 이 꼬리 심지(3)에도 흡수되어 있어며 증발부에서 열이 가해지면 이 작동유체(2)도 빠르게 증발부로 이동(모세관 현상) 하여 흡열, 증발하게 되고, 증발되는 작동유체(열을 먹음은 기체상태의 작동유체)는 방열부로 이동하면서 열저항 없이(윅의 장애가 없어서) 바로 방열하게 된다. 또한, 작동유체(2)가 이 꼬리심지(3)의 모세관 현상으로 흡열부로 이동하기에 히트파이프 시공시 도면과 같이 경사 없이 수평으로 설치해도 되기 때문에 시멘트 몰탈(7)의 양도 적게 들게 된다.
도1b은 현재 시중제품 써어모사이폰식 히트파이프 설치 단면도로서 써어모사이폰식 히트파이프는 방열부에서 방열한 후 응축된 작동유체(2)를 흡열부로 이동하게 하기 위해서는 반드시 도면과 같이 증발부보다 방열부를 높여 경사를 주어야 한다. 이로 인해 높아진 경사면 만큼 시멘트 몰탈(7)이 더 많이 필요하게 된다. 또한 온수관(5)내 흡열부에 모여 있는 작동유체만 온수열을 흡열 할 수 있어(흡열 면적이 적어서) 흡열효율이 낮다고 할 수 있겠다.
도1c는 본 고안의 시공 평면도로서 온돌 난방 시공 시 도면과 같이 본 고안의 히트파이프를 서로 클램프(6)로 결합 연결하여 시공하는 예를 나타낸 도면이다.
도2는 본 고안의 또 다른 예인 수직형 히트파이프(방열기등)의 사시도 이며
도2a는 본 고안의 또 다른 예인 수직형 히트파이프(방열기등)의 설치 단면도로서 온수관(5)내에서 온수의 열을 흡열하는 부위 안쪽면에 본 고안의 작동유체 심지(3)가 골무형으로 형성되어 있고 금속망(4)으로 밀착 시키고 있어 다공성 심지 (3)에 흡수되어 있는 작동유체(2)가 보다 빠르게 온수의 열을 흡열하여 바로 방열할 수 있어서 열효율이 높다는 것을 알수 있으며, 또 흡열면적이 온수관의 온수와 접면하는 전체면적 으로 넓어저서 흡열효율도 종전보다 좋아졌다는 것을 알 수 있다.
도2b는 현재 시중제품 써어모사이폰식 히트파이프의 설치 단면도로서 써어모사이폰식 히트파이프는 온수관내(5) 흡열 부위에 있는 작동유체(2)만 온수관(5)의 온수열을 흡열할수 있어 흡열면적이 적다는 것을 알 수 있으며 이로 인해(흡열 면적이 적어서) 흡열효율이 낮다고 할 수 있겠다.
이상에서 본 바와 같이 본 고안은 작동유체심지(3)를 흡열부에서는 온수관 (5)내 온수와 접열하는 히트파이프(1) 안쪽면에 마치 골무 끼우듯 끼워 금속망(4)으로 밀착시킴으로서 흡열효율이 더욱 좋아지고 빨라지게 하였고, 방열부에는 작동유체(2)가 모이는 밑면에만 본 고안의 꼬리심지(3)를 착설시켜 흡열부에서 열을 흡열한 작동유체(열을 먹음은 기체 상태의 작동유체)가 열 저항 없이 바로 방열하게 하여 열효율이 높아지게 되었다. 이로 인하여 히트파이프 내면전체에 윅 설치시 보다 생산코스트가 줄어들고, 현장시공 시에도 경사 없이 수평(도1a)으로 시공하기 때문에 누구나 시공할 수 있고 또 경사면이 없어서 시멘트 몰탈(7) 투입 양을 줄일 수 있어 시공비는 물론 건축비까지 절감 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 온수관(5)내 온수와 접면 하는 히트파이프(1) 흡열부 안쪽면에 다공성심지 (3)를 골무형으로 형성하여 금속망(4)으로 밀착 시키고, 방열부에는 이 골무형 윅의 꼬리 심지(3)가 히트파이프(1)내 작동유체(2)가 방열하고 응축되어 모이는 밑면에 착설되어 있는 히트파이프
  2. 수직형 히트파이프(예:방열기등)의 흡열부인 온수관(5)내 온수와 접면하는 히트파이프(1) 안쪽면에 다공성심지(3)를 골무형으로 형성하고 금속망(4)으로 밀착 시킨 히트파이프
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