KR200472687Y1

KR200472687Y1 - 진공 단열패널

Info

Publication number: KR200472687Y1
Application number: KR2020120004291U
Authority: KR
Inventors: 임주상
Original assignee: 임주상
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2014-05-20
Also published as: KR20130006901U

Abstract

본 고안은 진공 단열패널에 관한 것으로, 특히 패널 중심부에서 상하부 패널 간의 접촉을 원천적으로 차단하고, 설치 과정에 외력이 가해져도 진공 단열패널이 변형되지 않으며 제조 공정 또한 단순하게 되는 진공 단열패널에 관한 것이다.
본 고안의 진공 단열패널은, 중심부에 다수의 오목부 및 볼록부를 포함하고, 납작한 가로 모서리 및 세로 모서리를 포함하는 상부 패널; 상기 상부 패널과 상하 대칭되는 구조로서, 중심부에 다수의 오목부 및 볼록부를 포함하고, 납작한 가로 모서리 및 세로 모서리를 포함하는 하부 패널; 상기 상부 패널과 상기 하부 패널 사이에 구비되며, 상기 상부 패널과 상기 하부 패널의 볼록부 및 오목부와 맞닿도록 배치되고, 상부면 및 하부면은 볼록부 및 오목부를 포함하여 형성되며, 무기섬유 및 실리카 에어로겔 중 하나 이상을 포함하는 지지부재; 및 상기 상부 패널과 상기 하부 패널의 한 모서리에 구비되며 신축성을 가지는 재질을 포함하고, 상하부는 곡면 형상을 가지며 좌우측 단부는 뾰족한 형상을 가지는 마감부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진공 단열패널{VACUUM INSULATOR PANEL}

본 고안은 진공 단열패널에 관한 것이다. 보다 상세하게는 건축물이나 가전제품 및 항공기 등에 적용 가능한 단열패널에 관한 것이다.

일반적으로, 단열패널은 건축물이나 가전제품 및 항공기 등 다양한 분야에서 활용되고 있고, 난방이나 냉방의 효율을 높이거나 외부로부터의 고열을 차단하여 제품의 내구성을 높이기 위해 대부분 발포제를 사용하고 있다. 그러나 최근에는 발포제로 인한 환경오염문제가 대두되고, 발포제의 단열성능의 한계로 인해 내부에 진공공간을 형성하는 연구가 제안되고 있다.

종래의 진공을 이용한 단열패널을 보면, 폴리우레탄폼 분쇄물이나 유리섬유를 심재로 사용하고 진공 배기하여 봉합한 것이 있으나, 이는 열전도도 문제와 재활용 및 환경적 요소를 함께 만족시키지 못하였다. 또한, 심재로 팽창 퍼라이트를 사용하는 진공단열패널은 단열효과를 개선할 수 있고 재활용이 가능하며 친환경적이고 초경량이라는 장점이 있다. 이와 같이 심재를 사용하는 진공단열패널은 심재와 패널이 선접촉을 하거나 면접촉을 하여 접촉면적이 크므로 열전달율을 낮추는 데 한계가 있었다.

본 출원인은 진공 단열패널과 관련하여 실용신안등록 제415079호(2006. 4. 21. 등록), 제414340호(2006. 4. 21. 등록), 제415600호(2006. 4. 27. 등록)와 같은 고안들을 제안한 바 있으나, 이들 고안들에서도 여전히 상하 금속패널들 간의 접촉으로 열전도율이 상승하는 문제, 설치 과정에서 외력이 가해질 경우 진공 단열패널이 찌그러질 수 있는 문제, 제작이 용이하지 않아 단가가 상승하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 패널 중심부에서 상하부 패널 간의 접촉을 원천적으로 차단하고, 설치 과정에 외력이 가해져도 진공 단열패널이 변형되지 않으며 제조 공정 또한 단순하게 되는 진공 단열패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 중심부에 다수의 오목부 및 볼록부를 포함하고, 납작한 가로 모서리 및 세로 모서리를 포함하는 상부 패널; 상기 상부 패널과 상하 대칭되는 구조로서, 중심부에 다수의 오목부 및 볼록부를 포함하고, 납작한 가로 모서리 및 세로 모서리를 포함하는 하부 패널; 상기 상부 패널과 상기 하부 패널 사이에 구비되며, 상기 상부 패널과 상기 하부 패널의 볼록부 및 오목부와 맞닿도록 배치되고, 상부면 및 하부면은 볼록부 및 오목부를 포함하여 형성되며, 무기섬유 및 실리카 에어로겔 중 하나 이상을 포함하는 지지부재; 및 상기 상부 패널과 상기 하부 패널의 한 모서리에 구비되며 신축성을 가지는 재질을 포함하고, 상하부는 곡면 형상을 가지며 좌우측 단부는 뾰족한 형상을 가지는 마감부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가 상기 상부 패널의 볼록부와 상기 하부 패널의 볼록부, 그리고 상기 상부 패널의 오목부와 상기 하부 패널의 오목부는 서로 상하로 대응되는 위치에 동일한 개수로 평행하게 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 지지부재는 세로 방향을 따라 관통되어 형성된 다수의 관통공을 포함할 수 있다.

아울러 상기 지지부재는, 제 1 지지부재 및 제 2 지지부재를 포함하고, 상기 제 2 지지부재는 상기 제 1 지지부재의 1.5배 길이를 가지고, 상기 제 2 지지부재는 상기 상부 패널 및 상기 하부 패널의 가로 직경 중 2/5 길이만큼 상기 제 1 지지부재와 중첩되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 진공 단열패널은 패널 중심부에서 상하부 패널 간의 접촉을 원천적으로 차단하고, 설치 과정에 외력이 가해져도 진공 단열패널이 변형되지 않으며 제조 공정 또한 단순하게 되는 효과를 제공한다.

도 1은 본 고안에 따르는 진공 단열패널을 도시한 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 진공 단열패널의 분해 사시도;
도 3은 도 1에 도시된 진공 단열패널의 평면 참고도; 그리고,
도 4는 도 3에 도시된 진공 단열패널의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 진공 단열패널의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따르는 진공 단열패널을 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 고안에 따르는 진공 단열패널은 상부 패널(10)과 하부 패널(20)을 포함한다. 상부 패널(10)과 하부 패널(20)은 상하 대칭되도록 동일한 형상의 패널(panel)로서, 평면 형상은 대략 직사각형이며 다수의 볼록부(12)와 오목부(14)를 포함하는 표면 구조를 가지는 구성이다. 상부 패널(10)과 하부 패널(20)의 볼록부(12, 22)와 오목부(14, 24)는 서로 상하로 대응되는 위치에 동일한 개수로 구비된다. 즉 상부 패널(10)의 볼록부(12) 하부에는 하부 패널(20)의 볼록부(22)가 위치하고, 상부 패널(10)의 오목부(14) 하부에는 하부 패널(20)의 오목부(24)가 위치한다. 그리고 상부 패널(10)과 하부 패널(20)의 볼록부(12, 22)가 예컨대 일곱 개라면 오목부(14, 24)는 여섯 개 구비될 수 있고, 상부 패널(10)의 볼록부(12) 및 오목부(14)는 각각 하부 패널(20)의 볼록부(22) 및 오목부(24)와 평행하게 배치된다.

상부 패널(10)과 하부 패널(20)의 중심부에는 상술한 볼록부(12, 22)와 오목부(14, 24)가 구비되며, 상부 패널(10)과 하부 패널(20)의 모서리(edge) 부분은 납작하게 가공된 모서리(16, 18, 26, 28)가 형성된다. 도 1에서 상부 패널(10)의 세로 방향 모서리에는 세로 모서리(16)가, 상부 패널(10)의 가로 방향 모서리에는 가로 모서리(18)가 형성되며, 하부 패널(20)에도 마찬가지로 세로 모서리(26)와 가로 모서리(28)가 형성된다. 상하부 패널(10, 20)에서 가로 모서리(18, 28)는 양 끝단에 위치한 볼록부(12, 22)의 측면에 평행하게 구비되고, 세로 모서리(16, 26)는 볼록부(12, 22)와 오목부(14, 24)의 양측 단부에 구비된다.

상부 패널(10)과 하부 패널(20)은 얇은 금속 재질의 판이 가공되어 형성된 구성으로, 상부 패널(10)과 하부 패널(20) 사이에는 두 패널(10, 20)에 의하여 빈 공간이 형성되며, 이 공간은 추후 진공작업에 의해 진공상태가 될 수 있다. 상부 패널(10)과 하부 패널(20)은 네 개의 모서리(16, 18, 26, 28)를 제외한 나머지 부분은 서로 접하지 않도록 결합된다. 상부 패널(10)의 오목부(14) 및 하부 패널(20)의 오목부(24)도 서로 접하지 않도록, 오목부(14, 24)는 모서리(16, 18, 26, 28)에 비하면 외부로 서로 이격된 위치에 구비된다.

상부 패널(10)과 하부 패널(20)의 네 모서리(16, 18, 26, 28) 중 한 모서리에는 마감부재(40)가 구비된다. 이 마감부재(40)는 진공 단열패널의 진공작업시 배기구 역할을 하는 구성으로 실리콘이나 고무와 같이 탄성이 충분하여 신축성을 가지는 재질을 포함하는 것이 바람직하고, 도 1에 도시된 바와 같이 상하부가 각각 곡면 형상을 가지고 좌우측 단부는 뾰족한 형상을 가질 수 있다. 상부 패널(10)과 하부 패널(20)이 결합된 이후 사용자는 주사기와 같이 뾰족한 단부를 가진 배기관(미도시)을 마감부재(40)에 관통시킨 휘 배기기구(미도시)를 작동시켜 진공 단열패널 내부의 공기를 배출시켜 진공상태를 형성할 수 있게 된다.

상부 패널(10)과 하부 패널(20)은 서로 밀봉되도록 결합될 필요가 있다. 이 두 패널(10, 20)을 밀봉시키는 방법으로는, 심 용접(seam welding), 제관 또는 레이저 용접과 같은 방법을 사용할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 진공 단열패널의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 상부 패널(10)과 하부 패널(20)의 대칭된 형상이 도시되어 있으며, 두 패널(10, 20) 사이 공간에 구비되는 지지부재(30)가 도시되어 있다. 지지부재(30)는 두 패널(10, 20) 사이의 공간에 구비되고, 두 패널(10, 20)의 표면에 각각 상하부가 접하면서 위치하는 구성으로, 두 패널(10, 20) 사이에서의 직접적인 열전도는 최소로 하면서 두 패널(10, 20)이 형상을 유지하도록 지지하는 구성이다.

도 2에 도시된 바와 같이 지지부재(30)는 좌우 방향(가로 방향)으로 길게 연장된 막대 형상으로, 상부 표면과 하부 표면에는 각각 볼록부(32)와 오목부(34)를 포함하여 형성된다. 이는 상하부 패널(10, 20)의 볼록부(12, 22) 및 오목부(14, 24)에 대응되는 것으로, 상하부 패널(10, 20)의 볼록부(12, 22) 및 오목부(14, 24)와 접촉하며 맞닿기 위한 형상이다.

지지부재(30)는 열전도도가 낮은 물질로서, 무기섬유 또는 실리카 에어로겔(Sillica Aerogel)과 같은 물질을 포함할 수 있다. 이 결과 두 패널(10, 20) 간의 열이 지지부재(30)을 통하여 전도되는 것을 최소화할 수 있다.

상부 패널(10)과 하부 패널(20) 사이에 형성되는 공간은 지지부재(30)에 의하여 구분되며, 예컨대 도 2와 같이 지지부재(30)가 네 개 구비되는 경우 이 공간은 여섯 개로 구분된다. 이 두 패널(10, 20) 사이의 공간은 추후 진공작업에 의하여 내부의 공기를 배출시킬 필요가 있으므로, 구분된 여러 공간들을 서로 연결시키는 것이 바람직하다.

이를 위하여 지지부재(30)에는 세로 방향을 따라 다수의 관통공(36)이 구비된다. 관통공(36)은 지지부재(30)의 중심부 위치에 구비되는 것이 바람직하고, 이 관통공(36)에 의하여 두 패널(10, 20) 사이의 공간은 서로 물리적으로 연결된다. 따라서 마감부재(40)를 두 패널(10, 20) 사이에 하나만 설치하더라도, 주사기와 같이 뾰족한 단부를 가진 배기관을 마감부재(40)에 관통시켜 공기를 배출시키면 다른 관통공(36)을 통하여 다른 공간의 공기도 함께 배출되므로, 두 패널(10, 20) 사이의 진공상태를 용이하게 형성할 수 있다.

또한 지지부재(30) 사이의 공간을 직경이 작은 관통공(36)만으로 연결하므로, 지지부재(30)의 강성은 그대로 유지하면서, 지지부재(30) 사이 공간을 서로 연결할 수 있게 된다.

도 3은 도 1에 도시된 진공 단열패널의 평면 참고도이다. 상부 패널(10) 및 하부 패널(20)은 편의상 사각형으로만 도시되었고, 가로 방향을 따라 네 개의 지지부재(30)가 서로 평행하게 형성된 모습이 도시되어 있다. 지지부재(30) 내부를 가로 방향으로 관통하는 관통공(36) 및 두 패널(10, 20) 사이에 하나 구비되는 마감부재(40)도 도시되어 있다.

도 4는 도 3에 도시된 진공 단열패널의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 2 및 도 3에 도시된 실시예의 경우 지지부재(30)의 강성을 유지하면서 지지부재(30) 사이의 공간을 효과적으로 연결하는 장점은 있으나, 지지부재(30)가 예컨대 실리카 에어로겔(Sillica Aerogel)과 같이 고가의 재료인 경우, 제조단가가 상승하게 된다는 문제점을 가지고 있다. 도 4는 이와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 고안의 다른 실시예로서, 지재부재(30)를 길이가 다른 다수의 지지부재(30a, 30b)로 구분하여 배치하는 구성을 포함한다.

도 4를 참조하면, 역시 상부 패널(10) 및 하부 패널(20)은 편의상 사각형으로만 도시되었고, 가로 방향을 따라 길이가 다른 다수의 지지부재(30a, 30b; 제 1 지지부재 및 제 2 지지부재)가 지그재그 형상으로 배치된 모습이 도시된다. 도 4에 도시된 점선은 상부 패널(10) 및 하부 패널(20)을 가로 방향으로 5등분한 선으로서, 길이가 다른 지지부재(30a, 30b)들의 길이를 표시하기 위한 선이다.

도 4의 점선을 참고할 때, 제 2 지지부재(30b)는 두 패널(10, 20) 가로 직경 중 약 2/5(40%) 길이만큼 제 1 지지부재(30a)와 중첩되도록 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 제 2 지지부재(30b)는 제 1 지지부재(30a) 길이의 1.5배 길이를 가지는 것이 바람직하다. 본 고안자의 실험결과 도 4에 도시된 바와 같이 지지부재(30a, 30b)를 설계하고 배치할 경우 진공 단열패널의 강성을 최대한 유지하면서, 지지부재(30)의 단가를 최소로 할 수 있음을 확인하였다.

이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 따르는 진공 단열패널은, 패널 중심부에서 상하부 패널 간의 접촉을 원천적으로 차단하고, 설치 과정에 외력이 가해져도 진공 단열패널이 변형되지 않으며 제조 공정 또한 단순하게 되는 효과를 제공할 수 있다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속하는 것이다.

10 : 상부 패널 20 : 하부 패널
12, 22 : 볼록부 14, 24 : 오목부
16, 26 : 세로 모서리 18, 28 : 가로 모서리
30 : 지지부재 32 : 볼록부
34 : 오목부 36 : 관통공
40 : 마감부재

Claims

중심부에 다수의 오목부 및 볼록부를 포함하고, 납작한 가로 모서리 및 세로 모서리를 포함하는 상부 패널;
상기 상부 패널과 상하 대칭되는 구조로서, 중심부에 다수의 오목부 및 볼록부를 포함하고, 납작한 가로 모서리 및 세로 모서리를 포함하는 하부 패널;
상기 상부 패널과 상기 하부 패널 사이에 구비되며, 상기 상부 패널과 상기 하부 패널의 볼록부 및 오목부와 맞닿도록 배치되고, 상부면 및 하부면은 볼록부 및 오목부를 포함하여 형성되며, 무기섬유 및 실리카 에어로겔 중 하나 이상을 포함하는 지지부재; 및
상기 상부 패널과 상기 하부 패널의 한 모서리에 구비되며 신축성을 가지는 재질을 포함하고, 상하부는 곡면 형상을 가지며 좌우측 단부는 뾰족한 형상을 가지는 마감부재
를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 단열패널.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 패널의 볼록부와 상기 하부 패널의 볼록부, 그리고 상기 상부 패널의 오목부와 상기 하부 패널의 오목부는 서로 상하로 대응되는 위치에 동일한 개수로 평행하게 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 단열패널.
청구항 1에 있어서,
상기 지지부재는 세로 방향을 따라 관통되어 형성된 다수의 관통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 단열패널.
청구항 1에 있어서,
상기 지지부재는,
제 1 지지부재 및 제 2 지지부재를 포함하고,
상기 제 2 지지부재는 상기 제 1 지지부재의 1.5배 길이를 가지고,
상기 제 2 지지부재는 상기 상부 패널 및 상기 하부 패널의 가로 직경 중 2/5 길이만큼 상기 제 1 지지부재와 중첩되는 것을 특징으로 하는 진공 단열패널.