KR20060055510A - 열 사이펀 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

간단한 구조로, 장치 자체의 외부로의 열 전달 효율을 향상시키고, 또한 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 열 사이펀 및 그 방법을 제공한다. 이중관식의 열 사이펀은 외관(10)과 마개(14)를 포함하는 단일의 동일 사이즈 통체와 같이 형성된다. 상부 외면에 재치하는 1개의 평면에 동시에 접하도록 외관(10) 및 마개(14)가 동일 외경크기(K)로 형성된다. 이로써, 예를 들면 마루밑 등에 설치할 때에 상면의 전열판에 길이 방향으로 걸쳐 연속하여 밀착하고, 전열 손실을 감소시키고 전열 효율을 향상시킨다. 또한, 깎아냄 부분을 적게 하여 재료 수율을 향상시킨다.

열 사이펀, 마개, 오목홈, 탄성 밀봉부재

Description

열 사이펀 및 그 제조방법{Thermosyphon and method of manufacturing the same}

본 발명은 열 사이펀(thermosyphon) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 모관으로서의 외관 내에 열원 유체 흐름용의 내관을 관통시키는 이중관 타입의 열 사이펀 및 그 제조방법에 관한 것이다.

열 교환 유체간의 온도차가 낮을수록, 열 교환 효율이 저하되는 히트 펌프 등의 열 변환기기에 대하여, 응축, 증발 상(相) 변화를 이용하여 대량의 열을 작은 온도차로 운반할 수 있는 열 사이펀이 최근, 실용화되고 있다. 그 중에서도, 외관 내에 열원 유체 흐름용의 내관을 관통시켜 예를 들면 가로 배치로 냉, 온 열 전도를 하는 것이 실용상 우수한 점에서 주목되고 있다. 도 11은 출원인이 앞서 제안한 일본 특허출원 2002-262289호의 종래의 이중관 타입의 열 사이펀을 도시하고 있고, 도 14는 그 분해 사시도를 도시한다. 도 11에 있어서의 종래의 열 사이펀은 예를 들면 관 외경이 50mm이고, 내경이 47mm이고, 관 길이가 300mm 정도인 금속제 외관(100)의 내부에 외관보다도 관 길이가 긴 내관(102)을 길이 방향으로 관통하여 배치하고, 그 외관의 양단측으로부터 내관이 통과하는 구멍(104)을 갖는 캡(106)을 상기 구멍(104)에 내관(102)을 삽입 통과시키면서 꽂아넣어 외관(100)내를 폐쇄하고, 또한 상기 캡에 설치한 플랜지(110)를 외관의 중앙측으로 향하여 조르도록 체결을 가함으로써, 외관(100)내를 기밀 밀폐하는 것이었다. 또한, 캡(106)의 외주에는 O 링(108)이 장착되어 있다. 그리고, 내관(102)을 삽입 통과시켜 양단을 외관의 양단으로부터 돌출시킨 부분에 O 링(108)을 개재시킨 소캡(112)을 내관 통계용 구멍(104)에 끼워 고정시키는 것이었다(도 14 참조).

특허문헌 1: 일본 특허출원 2002-262289호

상기 특허문헌 1에 제시한 종래의 열 사이펀에 대해서는, 외관과 내관의 작동액이 충전되는 틈은 액의 상 변화를 원활하게 하기 위해서 진공으로 하고 있고, 또한, 내식성 등의 점에서 우수한 알루미늄으로서는 용접이 용이하지 않는 점으로부터, 종래, 도 12와 같은 플랜지(110)를 중간에 돌출시킨 캡(106)을 사용하여, 이것을 외관의 개구에 삽입하여 끼워 넣은 상태에서 플랜지(110)를 외관의 길이 중앙측을 향하여 조여지도록 체결을 가함으로써, 도 11과 같이 외관의 양단 개구 가장자리를 자루 형상으로 수용시켜 외관(100)에 고정하는 것이었다. 그렇지만, 이 열 사이펀에서는 도 13에 도시하는 바와 같이, 체결하여 가로방향으로 굴곡된 플랜지(110A)의 두꺼운 두께 만큼 1개의 열 사이펀의 양단측 부분과 그 중간의 외관부분에서 단차 F가 생기고, 이 때문에, 예를 들면 가로방향으로 하여 마루 밑에 배치하고, 상방의 실내측을 가온할 때에 그 상면에 부설하는 알루미늄판 등의 균등전열판(114)과의 틈으로 인해 전열 손실을 발생하여 실내측에 대한 가온, 또는 냉각 효율을 저하시키는 요인으로 되어 있었다. 또한, 이 단차 F 때문에, 플로어링재의 하부에 배치한 열 사이펀관의 지지부재와의 사이에 틈이 생기고, 보행시마다 마루 울림 등을 발생할 우려가 있었다.

또한, 상기 특허문헌 1에 제시된 종래의 열 사이펀에 대하여, 외관부분은 예를 들면 알루미늄을 압출(押出) 또는 인발(引拔) 가공 등에 의해 성형하지만, 외관(100)의 양단을 폐쇄하는 중실통(中實筒)체의 캡(106)은, 체결 장치에 의한 체결 작업시의 조임 공정에서의 체결력을 받기 위한 강도를 유지하기 위해서 도 12, 도 13과 같이, 축방향의 두께를 얇게 할 수 없으며, 또한, 진공시의 기밀 유지를 위해 도 12 중의 플랜지(110)의 직경 D의 알루미늄 봉재를 절삭하여 제작하고 있었다. 따라서, 이 캡의 재료 수율이 나쁘고, 열 사이펀관 자체의 제조 비용을 비싸게 하고 있었다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 간단한 구조로, 장치 자체의 외부로의 열 전달 효율을 향상시키는 데다가, 마루의 하부에 설치되어 가온 또는 냉각장치로서 적용될 때에 마루 울림 등이 발생되지 않도록 할 수 있는 열 사이펀 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 제조용의 재료 수율을 양호하게 하여 제조 비용을 저렴하게 할 수 있는 열 사이펀 및 그 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 가로로 길게 배치되어 양단 개구(10a, 10b)를 마개(14)로 밀폐시킨 외관(10)내를 길이 방향으로 관통하여 내관(12)을 배치시키고, 외관과 내관의 진공작동공간(S)에 작동액(Q)을 봉입시켜, 내관(12)의 내부에 열원 유체(M)를 흐르게 하면서 외관 외측영역과의 열 교환을 하는 이중관식의 열 사이펀으로서, 상부 외면에 재치하는 1개의 평면에 동시에 접하도록 외관(10) 및 마개(14)가 동일 외경 크기(K)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열 사이펀(1)으로 구성된다. 열 사이펀 자체의 외형형상을 정하는 외관은 원통 외에, 삼각, 사각, 그 밖의 다각형상 등으로 하여도 좋고, 그 때는 마개도 같은 형상으로 하면 좋다. 마개는 반드시 외관과 동일한 단면형상으로 할 필요는 없고, 중요한 것은 전열판과 같은 1개의 면이 접촉될 때에 단차나 오목 결함 부분 등에서 밀착하지 않는 부분이 생기지 않는 형태이면 좋다. 이러한 의미에서, 하부측이나 그 밖의 주위로부터 외관에 대하여 면형상으로 접촉되는 경우에 그 면에 대하여 연속하는 접선을 포함하는 면이 생기도록 밀착할 수 있는 구성이면 좋은 것이다.

그 때, 외관(10)의 양단 개구(10a, 10b) 내에 마개(14)를 끼워 넣은 상태에서의 외부 가압 수단에 의한 외관(10)으로의 외부가압에 의해 외관(10)과 마개(14)를 고정시키면 좋다. 외부 가압수단은 기구를 사용한 수동이나, 구동력을 통한 자동으로 하는 것으로 하여도 좋다.

또한, 외관(10)의 양단 개구(10a, 10b)와 각각의 마개(14A, 14B)는 각각 탄성 밀봉수단(26)에서 밀봉시키면 좋다. 예를 들면, O 링 등이 가장 염가로 또한 간단한 설치구조로 장착할 수 있지만, 이것에 한정되지 않고, 그 밖의 패킹이나 고무부재, 합성부재 등을 사용하여도 좋다.

또한, 마개(14)에는 외부 가압수단에 의한 가압을 받아 외관(10)의 오목형상 변형(101)을 받아들이는 오목홈(28)이 설치되면 좋다. 외관의 오목형상 변형부와 그 하면측의 마개의 수용 오목홈에 의해, 외관의 외부로부터의 삽입 가압만으로 간단하고 또한 강고하게 끼워 넣어 고정할 수 있다. 오목홈 단면 형상 등은 임의라도 좋다. 홈 폭은 어느 정도 넓게 설정하여도 좋다.

마개(14)는 외관(10)과 동일 외경의 외측 마개부(20)와, 외측 마개부로부터 단차형상으로 직경이 축소되고 일체로 연결되어 외관(10) 내벽에 삽입하여 끼워지는 내측 마개부(22)를 포함하고, 내측 마개부(22)에 탄성 밀봉부재 장착용 홈(24)과 상기 외관 오목형상 변형 수용용 오목홈(28)이 형성되면 좋다.

또한, 본 발명은 외관과 동일 외경의 외측 마개부와, 외측 마개부에 일체로 연결되어 외관 내벽에 삽입하여 끼워져 들어가는 내측 마개부를 포함하고, 내측 마개부에 탄성 밀봉부재 장착용 홈과 외관 오목형 변형 수용용 오목홈을 형성하고, 또한 내관 관통용 구멍을 개구한 마개를 준비하고, 외관 내를 길이 방향으로 관통하여 내관을 배치시키면서 내측 마개부의 탄성밀봉 부재 장착용 홈에 탄성 밀봉부재를 장착시킨 상태에서 외관의 양단 개구를 마개로 밀폐시켜 외관과 내관의 공간에 작동액을 봉입시키고, 외관의 양단 개구내에 마개를 끼워 넣은 상태에서 외관 오목형상 수용용 오목홈에 대응하는 부분의 외관의 외면을 가압함으로써, 외관과 마개를 일체적으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 열 사이펀의 제조방법으로 구성된다.

본 발명은 가로로 길게 배치되어 양단 개구를 마개로 밀폐시킨 외관 내를 길이 방향으로 관통하여 내관을 배치시키고, 외관과 내관의 진공작동공간에 작동액을 봉입시키고, 내관의 내부에 열원 유체를 흐르게 하면서 외관 외측영역과의 열 교환을 하는 이중관식의 열 사이펀으로서,

상부 외면에 재치하는 1개의 평면에 동시에 접촉하도록 외관 및 마개가 동일 외경크기로 형성된 열 사이펀으로 구성되기 때문에, 작동공간의 밀봉 봉지 또는 내관의 지지를 하는 마개와 외관이 단일형상인 원통체의 구성으로 되고, 따라서, 예를 들면 마루 밑 등에 설치할 때에 상면의 전열판에 길이 방향에 걸쳐서 연속하여 밀착하고, 전열 손실을 감소시켜 전열 효율을 향상시키는 데다가, 마개와 외관의 단차가 없고 마루 울림 등의 귀에 거슬리는 잡음을 발생시키지 않도록 할 수 있다. 또한, 구체적으로 마루 밑에 부설하거나, 그 밖의 구체적인 적용 개소에 있어서 상기 열 사이펀의 지지체에 의한 지지의 구조가 간단해진다. 더욱이, 외관의 표면측으로부터의 삽입 가압에 의한 고정 구조와 양립할 수 있어 제조 비용을 저감시키는 것이 가능하다.

또한, 외관의 양단 개구 내에 마개를 끼워 넣은 상태에서의 외부 가압수단에 의한 외관으로의 외부가압에 의해 외관과 마개를 고정시키는 구성으로 함으로써, 마개와 외관을 단일형상의 원통체의 구성으로 할 수 있고, 열 전달 효율의 향상, 잡음 발생 방지 및 제조 비용 삭감을 구체적으로 실현할 수 있다.

또한, 외관의 양단 개구와 각각의 마개는 각각 탄성 밀봉수단에서 밀봉된 구성으로 함으로써, 예를 들면 O 링 등을 마개에 장착하여 이것을 외관 내에 삽입하여 끼워 넣는 것만으로 내부 밀봉을 할 수 있고, 기밀(氣密) 또는 수밀(水密)을 위한 구조를 간편하게 할 수 있다.

또한, 마개에는 외부 가압수단에 의한 가압을 수용하여 외관의 오목형상 변형을 수용하는 오목홈이 설치된 구성으로 함으로써, 외관으로의 마개의 장착후의 끼움 가압만으로 확실하게 마개에 외관을 고정할 수 있고, 그 고정구조를 간단하게 하고 또한, 고정 작업도 간편하게 할 수 있다.

또한, 마개는 외관과 동일 외경의 외측 마개부와, 외측 마개부로부터 단차형상으로 직경이 축소되어 일체로 연결되어 외관 내벽에 삽입하여 끼워져 들어가는 내측 마개부를 포함하고, 내측 마개부에 탄성 밀봉부재 장착용 홈과 상기 외관 오목형상 수용용 오목홈이 형성된 구성으로 함으로써, 단원통(短圓筒) 형상의 간단한 구성으로, 더욱이, 밀봉부와 고정부를 동일한 마개에 형성할 수 있어 저비용화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 외관과 동일 외경의 외측 마개부와, 외측 마개부에 일체로 연결되어 외관 내벽에 삽입하여 끼워져 들어가는 내측 마개부를 포함하고, 내측 마개부에 탄성 밀봉부재 장착용 홈과 외관 오목형상 수용용 오목홈을 형성하고, 또한 내관 관통용 구멍을 개구한 마개를 준비하고, 외관 내를 길이 방향으로 관통하여 내관을 배치시키면서 내측 마개부의 탄성 밀봉부재 장착용 홈에 탄성 밀봉부재를 장착시킨 상태에서 외관의 양단 개구를 마개로 밀폐시켜 외관과 내관의 공간에 작동액을 봉입시키고, 외관의 양단 개구내에 마개를 끼워 넣은 상태에서 외관 오목형상 수용용 오목홈에 대응하는 부분의 외관의 외면을 가압함으로써, 외관과 마개를 일체적으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 열 사이펀의 제조방법으로 구성되기 때문에, 예를 들면 마루 밑 등에 설치할 때에 상면의 전열판에 길이 방향에 걸쳐 연속하여 밀착하고, 전열 손실을 감소시켜 전열 효율을 향상시키는 데다가, 마개와 외관의 단차가 없고 마루 울림 등의 귀에 거슬리는 잡음을 발생시키지 않도록 할 수 있다. 또한, 금속 막대로부터의 깎아낼 부분이 적어도 되며, 재료 수율을 양호하게 유지시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 열 사이펀의 일부 절단 사시 설명도.

도 2는 도 1의 열 사이펀의 종단면도.

도 3은 도 1의 열 사이펀의 마개의 측면도.

도 4는 도 1의 열 사이펀의 분해 사시 설명도.

도 5는 도 1의 열 사이펀으로의 마개 끼움 상태를 도시하는 일부 생략 확대단면도.

도 6은 도 5의 A-A선 화살표로 본 도면.

도 7은 도 1의 열 사이펀으로의 마개 끼움시의 작용 설명도.

도 8은 도 7의 B-B선 화살표도.

도 9-1은 외관 오목형상 변형 수용홈의 다른 실시예를 도시하는 측면 설명도.

도 9-2는 도 9-1의 C-C선 화살표로 본 도면.

도 10-1은 외관 오목형상 변형 수용홈의 또 다른 실시예를 도시하는 측면 설명도.

도 10-2는 도 10-1의 D-D선 화살표로 본 도면.

도 11은 종래의 열 사이펀의 일부 절단 사시 설명도.

도 12는 종래의 열 사이펀의 캡의 측면도.

도 13은 종래의 열 사이펀 상에 전열판을 배치시킨 상태의 설명도.

도 14는 종래의 열 사이펀의 분해 사시 설명도.

이하, 첨부 도면에 기초하여 본 발명에 따른 열 사이펀의 실시 형태를 그 제조방법과 함께 설명한다. 본 발명의 열 사이펀은 외관 내에 열원 유체(M)의 흐름용의 내관을 관통시키고, 열원 유체로부터의 온, 냉열에 의해 외관 내에서의 작동액(매체)의 고속의 증발, 응축 사이클을 통하여 열 전달을 함으로써 외관 주위를 가온 또는 냉각시키는 열 전달수단이다. 특히, 본 실시형태에 있어서, 열 사이펀은 예를 들면 건물의 마루 밑 등에 가로 배치로 복수개 연결하여 배치되고, 열원장치로부터의 온열원 유체의 공급에 의해, 실내 난방을 행하게 하는 마루 밑 난방용 장치에 적용한 경우의 예를 설명한다.

도 1 내지 도 8은 본 실시형태의 열 사이펀(1)을 도시하고 있고, 도 1에 있어서, 열 사이펀(1)은 외관(10)과, 외관 내를 길이 방향으로 관통 배치된 내관(12)과, 내관(12)을 외관(10)에 대하여 배치 지지하면서 외관 내를 밀봉하는 마개(14) 를 갖고 있다. 도 2, 도 4에 있어서, 외관(10)과 내관(12)의 중간틈 부분에는 작동액(Q)이 충전되어 작동 공간으로 되고, 진공으로 한 상기 작동 공간 내에서의 작동액의 증발, 응축 작용을 통하여 외관(10)의 외부를 가온 또는 냉각한다. 실시형태에 있어서, 외관(10)은 예를 들면 알루미늄 합금을 소재로서 양단을 개구하고, 예를 들면 관 외형이 50mm이고, 내경이 47mm이고, 관 길이가 300mm 정도의 사이즈로 중공 원통형상으로 구성되고, 여러가지 용도에 적용될 때는 가로로 긴 상태로 배치되어 사용된다. 그리고, 이 외관(10)에 평행하게 외관과 동일 재질의 내관(12)이 상기 외관(10)을 길이 방향으로 관통하여 배치되어 있다. 외관(10)은 열 사이펀 전체의 외형을 정하여 여러가지 지지물이나 지지구조에 지지됨과 동시에, 내부에 작동액을 봉지(封止)하여 작동액에 의한 전달열을 외관의 외측영역과 열 교환하여 주위를 직접적으로 가온, 또는 냉각시킨다.

내관(12)은 외관과 동일한 알루미늄 합금을 소재로 한 중공 원통관으로 이루어지고, 내부에 냉매 또는 열매(熱媒) 등의 냉열 또는 온열원 유체가 공급되고, 그것들의 열을 방열 또는 외부로부터 열을 받아(受熱)하여 작동액(Q)을 증발 또는 응축시키면서 액상과 기상의 상 변화를 발생한다. 도면에 도시하는 바와 같이 내관(12)은 외관의 내경보다도 작은 외경을 갖고, 외관 내에 관통 삽입시에 형성되는 외관 내벽과 내관 외벽의 사이의 틈 내에 작동액을 보유시킨다. 내관의 관 직경은 작동액(Q)에 의한 열 전달 효율이 좋은 크기로 설정된다. 실시형태에 있어서, 이 중관(12)은 외관 내부에서 중심으로부터 약간 하방으로 편심한 위치에 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 내관(12)은 그 관 길이가 외관의 관 길이보다도 길게 설정되어 있고, 이 부분이 내관의 접속용 돌출부(16)로 된다. 내관(12)은 후술하는 마개(14)의 내관 통계용 구멍(15)을 관통하고 또한 외관(10)내를 길이 방향으로 관통한 상태에서 마개(14)에 지지된다.

외관(10)의 양단 개구(10a, 10b)는 마개(14)에 의해서 봉지되고, 외관 내부가 밀폐되어 있다. 마개(14)는 외관이나 내관과 동일한 알루미늄 합금으로 구성되고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 중실제의 대략 원통체로 구성되어 있다. 실시형태에 있어서, 마개(14)는 가로로 길게 장치를 배치시킨 상태에서, 그 상면에 전열판(18)과 같은 1개의 평면을 재치한 경우에 외관(10)의 외면과 함께 동시에 상기 평면에 접속하는 외경크기(K)를 갖는 중실 단원통체로 구성되어 있다. 즉, 실시형태에서는, 외관(10)의 양단 개구(10a, 10b)에 각각 마개(14A, 14B)를 삽입하여 끼워 넣었을 때에 마개와 외관(10)이 동일 외경(K)으로 단일의 관부재와 같이 일체적으로 끼워져 들어가 있고, 외주부분에 있어서 일부만이 면상에 돌출하거나, 오목 하게 들어간 부분이 형성되지 않은 균등한 외형형상을 갖고 있다. 이 외경크기 및 외경형상의 균일성은 원통형에 제한되지 않고, 예를 들면, 외관의 형태에 대응하여 삼각통, 사각통, 그 밖의 다각형 통체라도 좋다. 이로써, 상기 열 사이펀을 예를 들면 실 내외의 마루의 하면측에 다수개에 대하여 면형상으로 부설하는 경우에는, 그 지지용의 매트 외의 지지부재에 공통으로 형성된 유지용 홈이나, 구멍에 수용 배치하고, 동시에 단차부가 없어 전열판과 열 사이펀의 외면이 길이 방향으로 균등하게 밀착하여 전열판(18)으로의 열 전달 손실이 없는 고효율의 가온 또는 냉각이 가능할 뿐만 아니라, 상면측으로부터의 보행시 등에 가압이 있는 경우에도 소리를 발생시키지 않고, 시공 상의 장해를 제거할 수 있다.

이 실시형태에 있어서, 열 사이펀(1)은 외관(10)의 양단 개구(10a, 10b)의 내부에 마개(14)를 끼워 넣은 상태에서의 외부 가압수단에 의한 외관으로의 외부로부터의 가압에 의해 외관(10)과 마개(14)를 고정시켜 구성된다.

상세하게는, 마개(14)는 외관(10)과 동일 외경의 외측 마개부(20)와, 외측 마개부(20)로부터 단차형으로 직경이 축소되어 일체로 연결되어 외관 내에 삽입되어 내벽(10c)에 밀착하여 끼워져 들어가는 내측 마개부(22)를 포함한다. 외측 마개부(20)는 외관(10)의 양단 개구(10a, 10b)를 봉지하는 부분이고, 양단 개구(10a, 10b)에 외부로부터 접촉되어 그 가장자리부에 밀착한다. 내측 마개부(22)는 외관(10)의 내벽면에 끼워지는 형상으로 돌입되는 어느 정도 축방향의 높이를 갖는 중실 원통체로 이루어지고, 실시형태에서는 이 내측 마개부(22)에 있어서 외부로부터의 가압을 받고, 또한, 외관 내의 밀폐 확보를 위한 탄성 밀폐부를 형성시킨다. 외측 마개부(20)와 내측 마개부(22)는 동심의 중실 원통으로 결합되어 있다.

도 2, 도 3에 있어서, 내측 마개부(22)에 탄성 밀봉수단이 설치되어 있다. 탄성 밀봉수단은 작동공간(S)을 외부로부터 직접적으로 밀봉시키는 밀봉수단이고, 특히, 탄성부재를 사용하여 그 형상 복원력에 의해 작동공간을 밀봉한다. 본 실시형태에 있어서, 탄성 밀봉수단은 내측 마개부(22)의 삽입단측에 둘레모양으로 새겨진 제 1 홈(24)과, 상기 홈 내에 장착되는 탄성 밀봉부재로서의 O 링(26)을 포함한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 마개(14)를 외관(10)에 삽입하여 끼워 넣었을 때에는 O 링(26)은 압축되어 그 탄발 가압력에 의해 관 내외의 수밀, 기밀 상태를 유 지시킨다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 마개(14)에는 외관(10)의 외부로부터 가압되고, 그 가압을 받아 외관의 오목형상 변형을 수용하는 제 2 홈으로서의 오목홈(28)이 설치되어 있다. 실시형태에 있어서, 오목홈(28)은 내측 마개부(22)로서 홈(24)으로부터 틈을 벌여 외측 마개부(20)와의 사이에 둘레형상으로 형성되어 있다. 이 오목홈은 기구나 장치 등을 사용한 외관의 외부로부터의 체결 등의 가압에 의한 오목형상 변형을 수용하여 외관과 마개를 고정하는 부위이고, 홈 폭 및 홈 깊이는 외관의 오목형상 변형부와 오목홈의 체결 고정상태가 확실한 한에 있어서 임의로 설정하여도 좋다. 이 실시형태에서는 이 오목홈(28)은 둘레방향에 한결같이 오목 하게 설치된 홈으로서 형성되어 있다.

또한, 마개(14)에는 내관(12)을 관통하여 통계시키는 통계 구멍(15)이 설치되어 있다. 이 통계 구멍(15)에는 내관(12)을 기밀형상으로 관통시키는 구멍을 갖는 시일(seal)용 마개(30)가 끼워진다. 그리고, 이 시일용 마개(30)의 구멍을 관통하여 지지된 상태에서 외관(10)내를 내관(12)이 길이 방향으로 관통하여 배치된다. 또, 시일용 마개(30)의 삽입단측에도 O 링(32)이 개재되어 마개(14)의 통계 구멍(15)과 내관(12)의 기밀이 확보된다. 또, 도면상 부호 34는 마개(14)로 외관의 양단 개구를 폐쇄하여 내부를 진공 흡인하고, 또한 암모니아 등의 작동매체(Q)를 충전할 때에 사용되는 구멍을 봉지하는 고정 마개이며, 작동매체의 충전 후에 끼워져 들어가 내부를 폐쇄시킨다.

다음에, 도 5 내지 도 8을 참조하여 실시형태의 열 사이펀의 부착 순서 및 작용에 대하여, 설명하면, 우선, 외관(10)의 중공 내부를 길이 방향으로 내관(12)을 삽입하여 통과시킨다. 그 상태에서, 외관(10)의 양단 개구(10a, 10b)로부터 각각 시일용 마개(30)를 개재하여 내관(12)에 마개(14A, 14B)를 양측으로부터 삽입하여 끼워 넣는다. 그리고, 홈(24)에 O 링(26)을 장착한 각 마개(14)를, 각각 외관(10)의 양단 개구로부터 외측 마개부(20)와 내측 마개부(22)의 단차부(21)에 접촉할 때까지 밀어 넣어 삽입하여 끼워 넣는다(도 5, 도 6 참조). 이로써, 외관과 내관의 중간의 작동공간(S)을 기밀 및 수밀형으로 밀봉시킨다. 이 상태에서 미리 안표를 붙인 외관표면으로서, 내부의 내측 마개부(22)의 외관 오목형상 변형수용 홈(28)에 대응하는 부분을 도시하지 않는 끼움 가압장치 등을 사용하여 대향 2개소 P1, P2로부터 끼우도록 가압시키고(도 7, 도 8 참조), 외관의 일부를 오목형상으로 변형시킨다. 이로써, 이 외관의 오목형상 변형부분(101)이 그 하부측의 수용홈(28)내로 빠져 들어가서, 마개(14)와 외관(10)이 강고하게 고정된다. 이와 같이, 열 사이펀의 부착에 있어서는, 내관(12)을 외관(10)에 통하여 양측에서 마개(1)를 끼워 넣고, 그 후 외관 외면부로부터 끼워 가압시키는 것만의 극히 간단한 공정으로, 외관의 내부를 밀봉 고정시킨다. 그리고, 이 후, 내부를 진공흡인하고, 또한 알콜 등의 작동매체 Q를 충전하여 고정 마개(34)로 봉지함으로써, 부착은 완료한다. 작동공간(S)에 충전되는 작동액(Q)은 밀폐공간의 증발부와 응축부에서 상변화하면서 열 수송을 하는 작동유체이다. 사용 시에는, 예를 들면, 내관(12)에 열원 유체(M)를 공급함으로써, 내관(12)의 중앙부분을 인가원으로서 열이 인가되어 열 사이펀의 외부로 전달되어 주위를 가온시킴과 동시에, 내관(12)내에 냉매를 공급하 는 경우에는, 외관에서 열을 받아서 증발한 작동액이 내관 표면에서 응축하면서 열운반을 하는 과정에서 열 사이펀의 주위가 냉각된다. 또, 외관의 가압 체결은 2개소 뿐만 아니라, 4개소 그 밖의 복수 개소에서 체결을 가하여도 좋다.

이상과 같이, 이 실시형태에 있어서, 외관(10)내에 길이 방향으로 내관(12)을 관통시킨 상태에서 외관의 양측으로부터 마개(14)를 끼워 넣어 부착한 상태에서, 그 상면에 전열판(18) 같은 1개의 평면을 재치한 경우에 외관(10)의 외면과 함께 동시에 상기 평면에 접하는 외경 크기를 갖는 중실 단원통체로부터 마개(14)가 구성되어 있으므로, 1개의 열 사이펀이 1개의 외경의 단일의 원통체와 같이 구성되고, 따라서, 마루 난방용으로서 예를 들면 플로링(flooring)의 하부의 전열판의 하면측에 부설하는 경우에, 상면의 전열판의 면과 1개의 접선을 포함하는 직사각형상의 접촉면이 얻어지고, 전열 손실을 발생시키지 않고서 양호하게 전열시킴과 동시에, 마루 울림 등을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 그 때, 마개에 탄성 밀봉수단 또는 외관 오목형상 변형 수용 오목홈을 설치함으로써, 대직경의 금속바 재로부터 깎아내지 않고서, 단지 약간의 홈 가공을 실시하는 것만으로 충분하므로, 재료 수율을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 외관 오목형상 변형수용 홈(28)은 도 9-1, 도 9-2와 같이, 기둥형상으로 형성시키지 않고서 대향 2개소만에 대하여 설치하여도 좋고, 또한, 도 10-1, 도 10-2와 같이, 대향 4개소만에 대하여 홈을 형성하여도 좋다.

본 발명에 따른 열 사이펀 및 그 제조방법은, 상기한 실시형태에만 한정되지 않으며, 특허청구의 범위에 기재한 발명의 본질을 일탈하지 않는 범위에 있어서의 개변도 본 발명에 포함된다. 예를 들면, 작동매체는 알콜, 물, 아세톤, 프레온, 질소, 기타 임의의 작동 유체로 하여도 좋다. 외관, 내관, 마개 등의 소재는, 알루미늄에 한정되지 않고, 스테인리스, 동, 니켈, 텅스텐, 티타늄 그 외 작동매체와의 반응에 의한 열화를 생기지 않은 안정된 소재를 선택하면 좋다. 또한, 열원 유체는 냉수 등의 냉열원 유체라도 좋고, 냉열 전달장치로서 사용할 수도 있다. 또한, 마루 난방용으로서 뿐만 아니라, 그 밖의 공기조절용, 농업용의 식물의 배도 주변의 보온용, 배양토 소독용, 목재 건조용 그 외 적절한 열 전달 수단용으로서 사용할 수도 있다.

Claims (3)

1. 가로로 길게 배치되어 양단 개구를 마개로 밀폐시킨 외관 내를 길이 방향으로 관통하여 내관을 배치시키고, 외관과 내관의 사이의 진공작동 공간에 작동액을 봉입시키고, 내관의 내부에 열원 유체를 흐르게 하면서 외관 외측영역과의 열 교환을 하는 이중관식의 열 사이펀에 있어서,

   상부 외면에 재치하는 1개의 평면에 동시에 접하도록 외관 및 마개가 동일 외경크기로 형성되고,

   마개는, 외관과 동일 외경의 외측 마개부와, 외측 마개부로부터 단차형상으로 직경이 축소되어 일체로 연결되어 외관 내벽에 삽입하여 끼워져 들어가는 내측 마개부를 포함하고,

   마개에는, 외관의 양단 개구내에 마개를 끼워 넣은 상태에서 외부 가압수단에 의한 가압을 받아 외관과 마개를 고정시키도록 외관의 오목형상 변형을 수용되는 외관 오목형상 수용용 오목홈과,

   각각의 마개에 의한 외관의 양단 개구를 각각 밀봉하는 탄성 밀봉부재가 장착되는 탄성 밀봉부재 장착용 홈이 형성되고,

   외부 가압수단에 의해 외관을 외관 오목형상 수용용 오목홈으로 향하여 외부가압시킬 때에, 탄성 밀봉부재 장착용 홈에 장착된 탄성 밀봉부재가 상기 외부 가압에 의한 기운 가압력을 받지 않는 서로 이격한 둘레 방향위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열 사이펀.
2. 제 1 항에 있어서, 탄성 밀봉부재 장착용 홈은, 외관 오목형상 수용용 오목홈으로부터 작동 공간측에 설치된 것을 특징으로 하는 열 사이펀.
3. 외관과 동일한 외경의 외측 마개부와, 외측 마개부에 일체로 연결되어 외관 내벽에 삽입하여 끼워져 들어가는 내측 마개부를 포함하고, 내측 마개부에 탄성 밀봉부재 장착용 홈과 외관 오목형상 수용용 오목홈을 각각 격리한 위치에 형성하고, 또한 내관 관통용 구멍을 개구한 마개를 준비하고,

   외관 내를 길이 방향으로 관통하여 내관을 배치시키면서 내측 마개부의 탄성 밀봉부재 장착용 홈에 탄성 밀봉부재를 장착시킨 상태에서 외관의 양단 개구를 마개로 밀폐시켜 외관과 내관의 공간에 작동액을 봉입시키고,

   외관의 양단 개구 내에 마개를 끼워 넣은 상태에서 탄성 밀봉부재 장착용 홈에 대응하는 부분의 외관의 외면을 가압하지 않고서, 외관 오목형상 수용용 오목홈에 대응하는 부분만의 외관의 외면을 가압함으로써, 외관과 마개를 일체적으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 열 사이펀의 제조방법.

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