KR200357842Y1 - 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 온수관의 누수발생이 차단되는 일정 단위면적의 패널로 구성됨으로써 난방시공이 건식공법에 의해 간편하게 이루어져 시공성을 향상시킴과 아울러 누수 안전에 대한 신뢰성을 확보하고 난방장치의 수명이 극대화되도록 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 고안은, 열전달 매체인 온수가 유통되는 온수관과 상기 온수관에 일단부가 결합되는 다수의 히트파이프로 이루어지는 가온수단이 패널에 내설되는 온수 히트패널에 있어서, 온수관에 형성된 홀에 누수를 차단하기 위해 인서트 결합되는 핑거튜브(Finger tube)와, 상기 핑거튜브에 삽입 결합되는 히트파이프로 이루어지는 가온수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 것으로서, 상기 온수관과 핑거튜브는 브레이징(Brazing) 접합되며, 상기 히트파이프는 상기 핑거튜브에 열전도 접착제(Thermal-Compound)를 통하여 고정될 수 있다.

또한, 상기 온수관은 원형관 또는 다각형관으로 형성되며, 상기 패널은 가온수단의 하부에 고정시트, 단열재, 방습바닥판의 순으로 적층되고, 상판으로 강판재가 덮여져 밀봉 구성되고, 인접하는 패널과 온수관 연결을 위한 요입부가 양측으로 형성됨이 바람직하다.

Description

히트파이프를 이용하는 온수 히트패널{A HOT-WATER HEAT-PANNEL USING HEAT-PIPE}

본 고안은, 난방용 히트패널에 관한 것으로서, 특히 온수관에 핑거튜브를 브레이징 접합하여 온수관을 100％ 밀봉한 위에 히트파이프를 결합시킴으로 온수관의 누수발생이 차단되는 일정 단위면적의 패널로 구성됨으로써 난방시공이 건식공법에 의해 간편하게 이루어져 시공성을 향상시킴과 아울러 누수 안전에 대한 신뢰성을 확보하고 난방장치의 수명이 극대화되도록 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널에 관한 것이다.

추운 겨울철을 보내야 하는 우리나라는 독특한 온돌문화를 이루고 있으며, 침대보다는 방바닥을 선호하는 것이 일반적이다.

이러한 온돌은 대개 보일러장치로부터 가열된 온수를 순환펌프를 이용하여 온수관을 순환시킴으로 열전달이 이루어지도록 하며, 근래에는 에너지 효율을 향상시키기 위하여 보일러의 온수관에 열전도성이 뛰어난 히트파이프를 결합하는 기술이 다양하게 개발되고 있는 추세이다.

히트파이프(Heat pipe)는 열전달수단으로서 이미 전기, 전자 등의 산업분야 및 농업분야 등에서 널리 응용 사용되고 있는 것으로서, 진공상태의 금속관 내에 비점이 낮고 증발잠열이 큰 작동유체를 주입하여 제작한 것으로 저압의 조건에서 작동유체가 쉽게 액체에서 증기로 상변화한다는 특징을 이용하여 상변화시의 잠열로써 열을 전달하는 장치이다.

히트파이프는 작용온도범위가 0℃에서 200℃의 범위에 속하는 것으로 일반 공조 및 냉난방, 전자기기의 냉각, 중온범위의 폐열회수, 태양열의 집열 등에 효율적인 열전달 요소로 사용되며, 그 장점은 무엇보다도 별도의 동력원 없이 구리의 최고 수천 배에 달하는 열전도 성능을 낼 수 있다는 것이다.

이러한 열전도 특성을 갖는 히트파이프의 일단부를 온수관에 접속시켜 온돌기능을 수행토록 하는 온수 히트패널이 제안 사용되고 있다.

종래 기술의 온수 히트패널은 도 1a에 도시된 바와 같이, 패널(170)의 가온수단으로서 온수관(110)에 홀을 형성하고 히트파이프(120)를 삽입하여 용접하는 방식(100), 오링을 끼워 강제 압입하는 방식 또는 도 1b에 도시된 바와 같이,티이(T) 이음관(140)을 이용하여 체결하는 등 온수에 히트파이프(120)가 직접 노출 접촉되도록 하는 방식(100')이었다.

그러나, 이와 같이, 용접결합되거나 티이(T) 이음관을 사용하는 종래기술 (100)(100')에서는 용접이 이종금속 사이에 이루어짐으로 수온의 고저에 따른 온수관(110)의 신축발생으로 용접부(130) 또는 체결부위에서 이격이 발생되며, 특히 용접결합부는 외부 충격 등으로 크랙이 발생됨으로 누수가 발생되는 치명적인 문제점이 있었다.

또한, 용접결합의 경우, 결합부위의 히트파이프(120) 둘레를 따라 면밀하게 용접이 이루어져야 됨으로 인력과 시간이 막대하게 소요되고, 티이(T) 이음관(140) 체결 역시 공수가 많이 소요되어 제작비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다

본 고안은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

본 고안의 목적은, 온수관에 핑거튜브를 브레이징 접합하여 온수관을 100％ 밀봉한 위에 히트파이프를 결합시킴으로 온수관의 누수발생이 차단되는 일정 단위면적의 패널로 구성됨으로써 온돌난방시공이 건식공법에 의해 간편하게 이루어져 시공성을 향상시킴과 아울러 누수 안전에 대한 신뢰성을 확보하고 난방시공의 수명이 극대화되도록 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널을 제공함에 있다.

도 1a는 종래 기술의 일 실시예도

도 1b는 종래 기술의 다른 일 실시예도

도 2는 본 고안에 따른 일 실시예의 일부 절개 사시도

도 3은 본 고안에 따른 가온수단의 일부 분해 사시도

도 4a, 도 4b, 도 4c는 본 고안에 따른 다른 실시예의 예시도

도 5a 도 3의 A-A선 단면도

도 5b는 도 5a의 대응하는 다른 일 실시예도

도 6은 도 2의 B-B선 일부 상세 단면도

도 7은 본 고안에 따른 일 실시예로의 온수관에 핑거튜브 접합상태 일부 사시도

도 8은 본 고안에 따른 일 실시예의 설치상태도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 본 고안의 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널

H: 가온수단 10, 10': 온수관

13: 홀 15: 연결자

20: 히트파이프 30: 핑거튜브

30': 관통형 핑거튜브 31: 막힘단부

33: 슬리브 40: 열전도 접착제

50: 브레이징 접합부 70: 패널

71: 상판 72: 단열재

73: 방습바닥판 74: 고정시트

77: 요입부 100,100': 종래 기술의 온수 히트패널

상기한 목적을 달성하는 본 고안에 따른 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널은, 열전달 매체인 온수가 유통되는 온수관과 상기 온수관에 일단부가 결합되는 다수의 히트파이프로 이루어지는 가온수단이 패널에 내설되는 온수 히트패널에 있어서, 온수관에 형성된 홀에 누수를 차단하기 위해 인서트 결합되는 핑거튜브(Finger tube)와, 상기 핑거튜브에 삽입 결합되는 히트파이프로 이루어지는 가온수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 온수관과 핑거튜브는 브레이징(Brazing) 접합된다.

상기 히트파이프는 상기 핑거튜브에 열전도 접착제(Thermal-Compound)를 통하여 고정될 수 있다.

본 고안에 따른 일 실시예로서, 상기 핑거튜브는 일측이 개방부로 되고 다른 일측은 막힌 골무형태로 형성되며, 상기 개방부의 입구는 슬리브가 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 온수관에는 핑거튜브가 관통 삽입되기 위한 홀이 일측에 형성되며, 상기 골무형태로 된 핑거튜브의 막힘단부는 온수관의 내부 공간에 위치된다.

또한, 온수관에는 핑거튜브가 관통 삽입되기 위한 홀이 대향하여 관통 형성되며, 상기 골무형태로 된 핑거튜브는 온수관을 관통하여 막힘단부가 온수관 외부로 노출될 수 있다.

또한, 상기 온수관에는 핑거튜브가 관통 삽입되기 위한 홀이 대향하여 관통 형성되며, 상기 핑거튜브는 양단부가 개방형성되고, 온수관에 대향형성된 홀에 접합될 수 있다.

상기 온수관은 원형관 또는 다각형관으로 형성된다.

상기 패널은 가온수단의 하부에 고정시트, 단열재, 방습바닥판의 순으로 적층되고, 상판으로 강판재가 덮여져 밀봉 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 패널에는 원적외선 방사물질층이 포함될 수 있다.

또한, 상기 패널은 인접하는 패널과 온수관 연결을 위한 요입부가 양측으로 형성됨이 바람직하다.

이하, 본 고안의 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널에 대한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 일 실시예의 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널(1)의 구성을 보이는 일부 절개도이며, 도 3은 본 고안에 따른 가온수단의 일부 절개 분해도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 일 실시예의 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널(1)은, 열전달 매체인 온수가 유통되는 온수관과 상기 온수관에 일단부가 결합되는 다수의 히트파이프로 이루어지는 가온수단(H)이 패널(70)에 내설되는 온수 히트패널에 있어서, 온수관에 형성된 홀(13)에 누수를 차단하기 위해 인서트 결합되는 핑거튜브(Finger tube)(30)와, 상기 핑거튜브(30)에 삽입 결합되는 히트파이프(20)로 이루어지는 가온수단(H)을 포함하여 구성되는 것이다.

상기 온수관(10)과 핑거튜브(30)는 브레이징(Brazing) 접합(50)됨이 바람직하다.

브레이징(Brazing)은 450 ℃ 이상의 온도에서 양 모재 용융점 이하에서 용가제를 첨가하여 접합하는 방법으로 모재가 상하지 않고 동종금속이든 이종금속이든 다양한 접합이 가능하다. 용접(Welding)은 모재의 용융점 이상에서 접합함으로 모재에 변형 및 손상을 가져오는데 비하여 브레이징은 모재의 용융점 이하에서 용가재를 사용하여 두 모재를 접합함으로써 모재를 손상하지 않으면서 접합이 이루어지며 용가재가 녹을때 젖음성의 정도에 따라 모세관 현상이 발생되어 강한 접합강도, 기밀성, 내충격성의 특성을 갖으며, 특히 우수한 기밀성이 큰 강점이다.

이와 같이 기밀성이 우수한 브레이징 공법을 이용하여 온수관(10)과 핑거튜브(30)가 접합됨으로 온수관(10)의 누수가 차단된다.

상기 히트파이프(20)는 상기 핑거튜브(30)에 열전도 접착제(Thermal-Compound)(40)를 통하여 고정되어도 무방하다.

상기 핑거튜브(30)는 열전도성이 우수한 재질로 이루어지되, 일측이 개방부로 되고 다른 일측은 막힌, 골무형태로 형성되며, 상기 개방부의 입구는 슬리브(33)가 형성됨이 바람직하다.

상기 슬리브(33)는 히트파이프의 삽입을 용이하게 함과 아울러 핑거튜브(30)를 온수관(10)에 결합시킬 때 멈춤턱으로 기능한다.

상기 온수관(10)에는 핑거튜브(30)가 관통 삽입되기 위한 홀(13)이 일측으로 형성되며, 상기 골무형태로 된 핑거튜브(30)의 막힘단부(31)는 온수관(10)의 내부 공간에 위치됨이 바람직하다.

또한, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 온수관(10)에는 핑거튜브(30)가 관통 삽입되기 위한 홀(13)이 대향하여 관통 형성되며,

상기 골무형태로 된 핑거튜브(30)는 온수관(10)을 관통하여 막힘단부(31)가 온수관(10) 외부로 노출되거나, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 핑거튜브(30')는 양단부가 개방형성되고, 상기 개방된 양단부가 온수관에 대향 형성된 홀(13)에 접합되어도 무방하다.

상기 온수관(10)은 도 3의 A-A선 단면도인 도 5a에 도시된 바와 같이, 원형관 뿐만 아니라 도 5b에 도시된 바와 같이, 사각형 등의 다각형관(10')으로 형성될 수 있다.

한편, 도 2의 B-B선 일부 상세단면도인 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 패널(70)은 가온수단(H) 히트파이프(20)의 하부에 고정시트(74), 단열재(72), 방습바닥판(73)의 순으로 적층되고, 상판(71)으로 강판재가 덮여져 밀봉 구성됨이 바람직하다. 상기 고정시트(74)는 은박지 등으로 이루어지며 히트파이프(20)를 상판(71)에 고정시킴과 동시에 단열재(72)가 히트하이프(20)와 상판(71) 사이에 개입되는 것을 차단한다. 또한 상기 방습바닥판(73)은 방습시트로 이루어져도 무방하다.

상기 패널의 상판(71)의 내면 또는 외면에는 인체에 유익한 황토, 숯, 옥, 게르마늄 등의 원적외선 방사물질층이 코팅 또는 소결적층될 수 있고, 이 외에도 쑥이나 향기나는 물질층이 추가될 수 있다.

또한, 패널(70)에는 온수관(10)의 유입구와 배출구가 인접하는 패널의 온수관과 연결을 위한 요입부(77)가 양측으로 형성되어 연속적으로 조합이 이루어질 수 있다.

이와 같은 구성을 지닌 본 고안에 따른 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널(1)의 가온수단의 제작 및 작용상태를 살펴 본다.

먼저, 온수관(10)에 핑거튜브(30)를 브레이징 접합하여 온수관을 100％ 밀봉한다(도 7 참조), 상기 온수관(10)과 핑거튜브(30)의 브레이징 접합부(50)는 접합강도, 내충격성 및 특히 기밀성이 우수하여 온수관의 누수를 차단시킨다.

이와 같이 온수관(10)이 완전 실링된 상태에서 상기 핑거튜브(30)의 내주연에 열전도성이 우수한 접착제(40)를 도포하고 히트파이프(20)를 끼워넣은 후 상기 접착제가 경화되는 것으로 온수관(10)과 히트파이프(20)가 간접결합되어 가온수단(H)이 제작되고, 이 가온수단을 단열재(72)가 구비된 패널(70)에 내설함으로써 히트패널이 제작된다.

상기와 같이 핑거튜브(30)에 의하여 온수관의 누수발생이 차단되는 온수 히트패널은 단위면적을 갖는 하나의 패널부재로 구성됨으로써 난방시공시 다수를 연속적으로 각각의 온수관을 연결자(15)를 통하여 이음 조립하는 건식공법으로 간편하게 시공이 이루어진다.

따라서, 복잡한 온수관 배관과 콘크리트 마감공사가 따르던 습식공사에서의 인력과 시간의 낭비, 경화 기다림이 배제되고 누수 및 파손이 방지되어 시공비 및 관리비용이 절감되며, 히트파이프에 의하여 가온이 균등하고 신속하게 이루어짐으로 열감 및 사용감이 향상된다.

또한, 짧은 길이의 온수관으로 최소의 온수량을 사용하여 난방효율을 상승시킴으로 보일러장치의 용량을 감축시키고 에너지가 절감되며, 특히 온수관의 히트파이프 결합부에서 누수발생이 배제됨으로 종래 기술에서 문제가 되었던 누수 안전성 여부에 대한 신뢰성을 확보하고 난방시공의 수명이 극대화된다.

본 고안에 따른 온수 히트패널은 온돌뿐만 아니라 침대 등에도 적용이 가능하며, 도 8에 도시된 바와 같이 벽체(2)에 수직으로 설치되는 벽난로식 난방수단으로도 사용된다.

이상, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이, 본 고안에 따른 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널은, 온수관에 핑거튜브를 브레이징 접합하여 온수관을 100％ 밀봉한 위에 히트파이프를 결합시킴으로 온수관의 누수발생이 차단되는 일정 단위면적의패널로 구성됨으로써 온돌난방시공이 건식공법에 의해 간편하게 이루어져 시공성을 향상시킴과 아울러 누수 안전에 대한 신뢰성을 확보하고 난방시공의 수명이 극대화되는 잇점이 있다.

Claims (11)

1. 열전달 매체인 온수가 유통되는 온수관과 상기 온수관에 일단부가 결합되는 다수의 히트파이프로 이루어지는 가온수단(H)이 패널(70)에 내설되는 온수 히트패널에 있어서,

   온수관에 형성된 홀(13)에 누수를 차단하기 위해 인서트 결합되는 핑거튜브(Finger tube)(30)와, 상기 핑거튜브(30)에 삽입 결합되는 히트파이프(20)로 이루어지는 가온수단(H)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 온수관(10)과 핑거튜브(30)는 브레이징(Brazing) 접합됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 히트파이프(20)는 상기 핑거튜브(30)에 열전도 접착제(Thermal-Compound)(40)를 통하여 고정됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 핑거튜브(30)는 일측이 개방부로 되고 다른 일측은 막힌 골무형태로 형성되며, 상기 개방부의 입구는 슬리브(33)가 형성됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 온수관(10)에는 핑거튜브(20)가 관통 삽입되기 위한 홀(13)이 일측에 형성되며,

   상기 골무형태로 된 핑거튜브(30)의 막힘단부(31)는 온수관(10)의 내부 공간에 위치됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 온수관(10)에는 핑거튜브가 관통 삽입되기 위한 홀(13)이 대향하여 관통 형성되며,

   상기 골무형태로 된 핑거튜브(30)는 온수관(10)을 관통하여 막힘단부(31)가 온수관(10) 외부로 노출됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.
7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 온수관(10)에는 핑거튜브(30)가 관통 삽입되기 위한 홀(13)이 대향하여 관통 형성되며,

   상기 핑거튜브(30')는 양단부가 개방형성되고, 온수관에 대향형성된 홀(13)에 접합되는 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.

   .
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 온수관(10)은 원형관 또는 다각형관(10')으로 형성됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 패널(70)은 가온수단(H)의 하부에 고정시트(74), 단열재(72), 방습바닥판(73)의 순으로 적층되고, 상판(71)으로 강판재가 덮여져 밀봉 구성됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 패널(70)에는 원적외선 방사물질층이 포함됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.
11. 제 1항 또는 제 9항에 있어서,

    상기 패널(70)은 인접하는 패널과 온수관 연결을 위한 요입부(77)가 양측으로 형성됨을 특징으로 하는 히트파이프를 이용하는 온수 히트패널.