KR200361913Y1 - 접합부가 볼트로 체결된 난방용 패널 - Google Patents

Abstract

본 고안은 접합부가 볼트로 체결된 난방용 패널에 관한 것으로, 집중응력을 받는 난방패널의 입출구쪽 접합부를 볼트와 너트로 보강함으로써, 접합부재에 응력이 집중되어 크랙이 발생되더라도 접합부재가 박리되지 않도록 접합부재를 외부에서 강제로 고정하고, 크랙의 전파를 방지하여 난방패널의 내압성능을 개선시킬 수 있다.

Description

접합부가 볼트로 체결된 난방용 패널{Plate-shaped heating panel in which space elements are fasten by bolts and nuts}

본 고안은 자체의 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접합부를 볼트와 너트로 체결하여 내압성을 개선시킨 난방패널에 관한 것이다.

일반적으로 단독주택, 빌라, 아파트와 같은 주거용 건축물에 적용되는 난방시스템은 습식공법으로서, 콘크리트 바닥에 파이프를 매설하고 이 파이프에 온수와 같은 난방유체를 공급하여 바닥을 가열하는 구조가 통상적으로 사용되어 왔다. 그러나 상기 습식 난방시스템은 열효율이 낮아 열손실이 크고, 콘크리트의 양생에 많은 시간이 소요되어 공기가 길어지며, 추후 파이프의 누수시에 모르타르층을 파괴해야 하므로 난방시스템의 보수가 어려워질 뿐만 아니라 보수비용도 많이 든다.

상기 습식 난방시스템의 문제점을 해결하고자, 콘크리트, 합성수지, 황토와 같은 재질의 패널에 온수파이프를 내장하거나 온수파이프를 삽입하기 위한 요홈 또는 고정부재를 구비한 건식 난방패널이 개발되었다. 상기 건식 난방패널은 조립식 난방시스템으로서, 미리 제작된 건식 패널을 현장에서 간단하게 조립하여 시공하므로 공기가 단축되고 유지 및 보수가 개선된 장점이 있다. 그러나 온수파이프가 설치된 부위에 복사열이 집중하는 온도편차가 발생하여 난방효율 면에서 비효율적이며, 금속 또는 합성수지 소재의 배관 자체가 고가이고 배관에 의한 열손실이 발생하며, 또한 배관 표면에 결로현상이 발생하여 패널이 습윤화되는 문제가 있었다.

상기 온수파이프형 건식 난방패널의 문제점을 해결하고자, 미국특허제5,080,166호 및 대한민국 공개특허 제2002-95733호에서 개시된 바와 같이, 난방유체가 흐를 수 있는 자체의 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널이 개발되었다. 이러한 내부 유로형 난방패널은 파이프형 난방패널과 비교하여 난방유체가 국부적이 아닌 패널 전체에 분포하여 흐르므로 난방효율이 매우 높고 그에 따라 연료비를 절감할 수 있으며, 파이프가 필요없으므로 복잡한 배관작업이 필요없고 배관 비용이 절감되고 배관에 의한 열손실 및 결로현상이 없으며, 또한 패널의 경량화를 이룰 수 있고 시공과 보수가 매우 용이한 장점이 있다.

종래에는 상기한 자체의 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널을 중공성형에 의해 제조하였다. 중공성형(Blow Molding)은 취입성형이라고도 하며, 분할금형 내에 가열 용융한 열가소성 플라스틱 성형재료를 삽입하여 가열 연화시킨 뒤 그 내부에 공기를 취입하여 중공제품을 성형하는 방법이다.

종래에는 상기 플레이트식 난방패널을 중공성형으로 제조함에 있어서, 압출다이에서 열가소성 수지를 밀어낸 후, 상기 수지 내부에 일정 압력의 고온공기(Hot Air)를 투입하여 먼저 원통형의 수지를 형성하고, 양쪽 금형을 압착함으로써 내부에 유로가 있는 난방패널을 제조하였다.

이와 같이 제조한 난방패널의 입출구쪽 내부유로는 고온공기에 의한 강한 압력으로 두께가 얇어지고, Notch(각도가 작은 대칭의 모서리)의 각도는 더욱 작아져서 이 Notch 부분에 응력이 집중되며, 그에 따라 난방패널의 내압성능이 저하된다.

이러한 난방패널 내에 일정 압력의 온수를 통과시킬 경우, 난방패널의 입출구 부분이 파괴되는 경향이 발생되며, 어느 한 부분이 파괴될 경우 난방패널 전면으로 접합부의 박리현상이 전파되어 결국 난방패널 전면이 박리되는 문제가 발생한다.

어떠한 중공성형의 공정조건에서도 접합부 Notch가 발생되며, Notch에 집중되는 응력때문에 고온고압 조건에서 언젠가는 접합부의 크랙(Crack)이 발생될 것으로 예상되므로, 난방패널의 수지종류 및 접합부의 형상과 관계없이 외부에서 별도의 강한 힘으로 접합부를 고정시킬 방안이 필요하다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 외부에서 별도의 강한 힘으로 취약한 접합부를 고정시킴으로써 내압성능을 개선시킨 난방패널을 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널의 사시도,

도 2는 도 1의 확대 절개사시도,

도 3은 도 1의 A-A선 단면도,

도 4는 본 고안에 따라 접합부가 볼트로 체결된 난방패널의 부분 평면도,

도 5는 본 고안에 따라 접합부가 볼트로 체결된 난방패널의 부분 저면도,

도 6은 본 고안에 따라 입출구 부분의 접합부가 볼트로 체결된 난방패널의 사진이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 난방패널 4: 상부 플레이트

4a: 상부 접합부재 6: 하부 플레이트

6a: 하부 접합부재 8: 유체연결부

10: 패널연결부 12: 내부 유로

14: 볼트 16: 너트

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 난방유체가 흐르는 내부유로를 갖도록 마주하여 일체로 성형된 상, 하부 플레이트와, 어느 하나의 플레이트로부터 다른 하나의 플레이트를 향하여 상하 대칭적으로 연장되어 상, 하부 플레이트를 연결하는 다수의 접합부재와, 상기 다수의 접합부재에 의해 플레이트 내부에 형성된 자체의 내부유로와, 난방유체의 공급과 배출이 이루어지는 2개의 유체 연결부를 구비하는 난방패널에 있어서, 상기 유체 연결부에 인접하는 하나 이상의 접합부재가 천공되고, 상기 접합부재의 천공부위가 볼트와 너트에 의해 체결된 것을 특징으로 하는 난방패널을 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 플레이트식 난방패널의 사시도이고, 도 2는 확대 절개사시도로서, 상기 난방패널(2)은 난방유체가 흐르는 내부 유로(12)를 갖도록 마주하는 상, 하부 플레이트(4, 6)가 일체로 성형된 패널로서, 제작과 성형이 용이하도록 열가소성 플라스틱 소재로 제작되며, 난방유체가 보다 넓은 면적으로 건축물의 바닥(벽이나 천정에도 적용 가능)과 접하도록 상기 바닥에 대해 최대한의 면적을 갖는 평탄한 플레이트 형상으로 이루어진다.

상기 난방패널(2)은 도면에 도시된 바와 같이, 실질적으로 한쌍의 장변과 단변을 갖는 장방형 구조이나, 난방시스템 시공시 난방패널(2)의 보다 용이한 연속 배열을 고려하여 육각형, 팔각형 등 다각형 구조도 가능하다.

상기 난방패널(2)의 어느 하나의 대각 방향으로 마주하는 두곳의 모서리에는 난방유체의 공급과 배출이 이루어지는 2개의 유체연결부(8)가 각각 난방패널(2)과 일체로 형성되어 있다. 상기 유체연결부(8)는 별도의 접속부재를 사용하여 다른 난방패널의 유체연결부와 연결된다.

상기 난방패널(2)간의 체결은 별도의 체결부재를 사용하여 난방패널(2)의 각 변에 형성된 패널연결부(10)를 서로 연결함으로써 이루어진다.

도 3은 도 1의 A-A선 단면도로서, 상, 하부 플레이트(4, 6)는 다수의 접합부재(4a, 6a)와 내부 유로(12)에 의해서 정의된다. 상기 접합부재(4a, 6a)는 각각 상부 플레이트(4)에서 하부 플레이트(6)를 향하여 그리고 반대로 하부 플레이트(6)에서 상부 플레이트(4)를 향하여 상하 대칭적으로 연장되어 상, 하부 플레이트를 연결한다.

상기 접합부재(4a, 6a)는 상, 하부 플레이트(4, 6)를 연결 및 지지하면서 외력에 의한 상, 하부 플레이트(4, 6)의 변형을 방지할 뿐만 아니라, 난방유체가 흐를 수 있는 내부 유로(12)를 제공하면서 동시에 난방유체가 난방패널(2)의 특정 부분에서 집중되거나 정체되지 않고 전체적으로 고르게 분포하도록 난방유체의 흐름에 저항을 주는 역할을 한다.

상기 접합부재(4a, 6a)는 도면에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 횡단면이 원형이지만, 사각형, 육각형 등 다각형 구조도 가능하다. 상기 접합부재(4a, 6a)는 소정의 직경과 간격을 갖고 일정한 패턴으로 배치되어 있으며, 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장되어 중앙을 향하여 직경이 줄어드는 원통형의 함몰된 음각 구조를 취하고 있다.

본 고안의 난방패널(2)은 상, 하부 플레이트(4, 6)가 일체로 성형된 것이므로, 편의상 횡단면의 중앙축을 기준으로 상, 하부 플레이트(4, 6) 및 상, 하부 접합부재(4a, 6a)로 구분한다. 또한 접합부재(4a, 6a)는 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장된 것이므로, 본 고안에서 접합부재(4a, 6a)의 경계는 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장되기 시작하는 부분(d)부터 상, 하부 플레이트(4, 6)가 접합된 부분(b)까지로 정의한다.

본 고안의 일 실시예에 따라 내부 유로(12)의 상하부 형상을 원형 내지 타원형화하기 위하여, 상, 하부 플레이트(4, 6)로부터 연장되기 시작하는 부분(d)을 곡면화할 수 있고, 접합부재(4a, 6a)의 평탄한 저면부(b) 중에서 원형의 가장자리(a)가 내부로 더욱 연장된 홈 구조를 취하도록 성형할 수 있으며, 또한 난방패널(2)의4군데 가장자리에 형성된 돌출형의 패널연결부(10)에도 내부 유로(12)와 인접한 면이 내부로 연장된 직선형의 홈(c)을 형성하도록 성형할 수 있다. 이와 같이 내부 유로(12)의 단면 형상을 원형 내지 타원형화하면, 고압의 중앙난방에 대한 난방패널(2)의 내압성능을 획기적으로 개선할 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 고안에 따라 접합부가 볼트로 체결된 난방패널의 부분 평면도 및 저면도로서, 난방패널(2)의 접합강도를 증대시키기 위하여, 집중응력을 받는 입출구 부분인 유체 연결부(8)와 인접하는 다수의 접합부재(4a, 6a)에 고열의 원통형 인두 등을 사용하여 일정 크기의 구멍을 천공한 후, 이 천공부위에 볼트(14)를 삽입하고 너트(16)로 조임으로써, 강한 힘으로 상기 접합부재(4a, 6a)를 고정시킨 것이다.

이에 따라 상, 하부 플레이트(4, 6)가 접합되는 수평방향의 경계면은 볼트(14)에 이르러서 끊기게 되고, 볼트(14)의 수직방향으로 새로운 경계면이 형성된다. 따라서 최초 발생된 크랙에 의하여 접합부재(4a, 6a)가 서로 떨어져도, 접합부재(4a, 6a)는 지속적으로 볼트(14)와 너트(16)에 의해 고정되어 있음으로써, 주위의 다른 접합부재(4a, 6a)들로 응력이 집중되거나 전이되지 않게 되고, 난방패널(2)에 적용되는 수지의 열적특성에 관계없이 난방패널(2)의 내압성능은 증대된다.

도 6은 본 고안에 따른 난방패널을 촬영한 사진으로서, 볼트(14)와 너트(16)의 체결부위는 집중응력을 받아 취약한 난방패널(2)의 입출구 부분인 유체연결부(8)와 인접하는 접합부재(4a, 6a)들이다.

이와 같이 볼트(14)와 너트(16)를 이용하여 접합부의 크랙 전달을 강제로 억제시키면, 최초 크랙은 발생할 수 있으나 발생된 크랙은 접합부 전체로 급격히 전달되지 않음으로써, 난방패널(2)의 수지종류와 접합부 형상에 관계없이 난방패널(2)의 내압성능이 개선된다. 실험결과, 종래의 패널 대비 약 6 ㎏f/㎠가 증대되어 내압성능이 개선되었음을 확인하였다.

본 고안은 집중응력을 받는 난방패널의 입출구쪽 접합부를 볼트와 너트로 보강함으로써, 접합부의 접합강도를 증대시키고 크랙이 발생하더라도 그 진행방향을 전환시켜 확산을 저지하므로, 난방패널의 내압성능을 개선시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 난방유체가 흐르는 내부유로를 갖도록 마주하여 일체로 성형된 상, 하부 플레이트와, 어느 하나의 플레이트로부터 다른 하나의 플레이트를 향하여 상하 대칭적으로 연장되어 상, 하부 플레이트를 연결하는 다수의 접합부재와, 상기 다수의 접합부재에 의해 플레이트 내부에 형성된 자체의 내부유로와, 난방유체의 공급과 배출이 이루어지는 2개의 유체 연결부를 구비하는 난방패널에 있어서,

   상기 유체 연결부에 인접하는 하나 이상의 접합부재가 천공되고, 상기 접합부재의 천공부위가 볼트와 너트에 의해 체결된 것을 특징으로 하는 난방패널.