KR20110010137U - 히트 파이프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 히트 파이프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄 재질인 외관의 외표면이 아노다이징 처리되어 산화 피막이 형성된다.
이로 인해, 부식이 방지되어 수명이 연장되고, 외관의 표면 절연성이 향상되면서 표면 강도가 상승되며, 외관에 대해 종래와 같이 연성화를 위한 열처리를 하지 않음으로써 가공성 및 작업성이 향상되어 현장 설치가 쉬워진다.

Description

히트 파이프{Heat Pipe}

본 고안은 히트 파이프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트 파이프를 구성하는 외관이 알루미늄으로 제작되고, 외표면이 아노다이징(Anodizing) 처리되어 제품의 내식성 및 내마모성이 향상되도록 된 히트 파이프에 관한 것이다.

일반적으로, 주택 내부의 온돌 바닥에는 난방을 위한 난방장치가 설치되고, 이 난방장치는 난방수의 가열ㆍ순환 방식에 의해 난방이 이루어진다.

이러한 난방장치에는 난방 매개체로 물이나 오일 등의 난방수가 이용되고, 가스나 유체(석유, 경유, 등유 등)의 연소에 의해 난방수가 가열되며, 모터펌프에 의해 가열된 난방수가 순환되는 구조로 이루어진다.

이외에 전기 발열선을 이용한 전기 가열방식의 난방장치가 사용되고 있고, 이때의 매개체는 전기가 인가되는 전기 발열선 및 전열물질이 이용되며, 전기 발열선이 가열되면 전열물질를 통해 외부로 발열되도록 이루어진다.

이때, 난방장치는 온돌 바닥에 매설되는 히트 파이프를 포함하였고, 이러한 종래의 히트 파이프의 일 예로, 난방수가 이용된 히트 파이프(10)는 도 1에서 보듯이, 직선 및 곡선의 구간을 갖는 금속의 외관(11), 이 외관(11)의 내부를 유동하는 난방수(12)가 포함되었다.

또한, 히트 파이프(10)의 다른 예로, 전기 발열선 및 전열물질이 이용된 히트 파이프(10)는 도 2에서 보듯이, 직선 및 곡선의 구간을 갖는 금속의 외관(11), 이 외관(11)의 내부에 충전된 고체 또는 겔 타입의 전열물질(13)과, 이 전열물질(13)에 매설되면서 외관(11)을 관통하도록 삽입된 전기 발열선(14)이 포함되어 이루어졌고, 이 전기 발열선(14)의 양단부에 연결된 전선으로부터 전기 발열선(14)에 전기가 인가되면 전기 발열선(14)으로부터 발열되고, 이 열이 전열물질(13) 및 외관(11)을 통해 외부로 열이 전달되도록 이루어졌다.

여기서, 상기 히트 파이프(10)는 시멘트 재질의 온돌 바닥에 매설되었는데, 상기 시멘트는 주로 염기가 없는 모래 및 자갈 등이 배합되지만, 최근 들어 모래 및 자갈 등을 바다에서 채취함으로써 소금 성분이 많이 포함되었고, 이러한 소금 성분과 히트 파이프(10)의 금속 외관(11)이 상호 반응하여 부식이 발생되었으며, 또한 외관(11)의 발열로 부식의 진행이 더욱 활성화되었다.

따라서, 이러한 부식을 최대한 억지하기 위해 알루미늄 재질 보다 값비싼 스테인리스 또는 구리 재질의 외관(11)이 제작되었다.

그러나, 스테인리스 및 구리는 가공을 하게 되면 금속 자체가 경화되는 단점이 있으므로, 현장에 설치할 때에는 외관(11)을 구부리거나 절단 등의 가공을 위해 반드시 열처리로 연성화 시켜야 하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 히트 파이프는, 외관이 알루미늄 재질로 제작되고 외관의 외표면이 아노다이징 처리되어 산화 피막이 형성됨으로써, 가벼우면서 열전도율이 뛰어나고, 외관의 부식이 방지될 수 있는 히트 파이프를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 히트 파이프는, 외관, 이 외관에 충전되는 전열물질이 포함되고, 상기 외관의 외면에 산화 피막이 형성되도록 아노다이징 처리된다.

이때, 상기 아노다이징 처리는 황산법을 이용하고, 상기 외관의 재질은 알루미늄이다.

또한, 상기 히트 파이프는 상기 전열물질에 매설되면서 외관을 관통하는 전기 발열선이 더 포함되고, 상기 전열물질과 전기 발열선이 내장된 다수의 외관이 병렬로 연결된다.

상기된 바와 같이 본 고안에 따른 히트 파이프는, 외관이 아노다이징 처리되어 외관의 외표면에 산화 피막이 형성됨으로써, 외관의 부식이 방지되면서 수명이 연장되고, 외관의 표면 절연성이 향상되면서 표면 강도가 상승되며, 표면에 여러 가지 색상을 착색할 수 있어 상품성이 향상된다.

또한, 외관이 아노다이징 처리됨으로써, 종래의 비싸고 무거운 스테인리스 또는 구리 재질이 아닌 값싸고 가벼우면서 열전도율이 뛰어난 알루미늄 재질로 제작될 수 있다. 이로 인해 외관에 대해 종래와 같이 연성화를 위한 열처리를 하지 않음으로써 가공성 및 작업성이 향상되어 현장 설치가 쉬워지고, 열전도율이 뛰어난 히트 파이프가 제작될 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 실시 중인 2종의 히트 파이프 일부가 개략적으로 도시된 측단면도이고,
도 3은 본 고안에 따른 히트 파이프의 일부가 개략적으로 도시된 사시도이며,
도 4는 도 3에 도시된 히트 파이프의 일부위에 대한 측단면도이고,
도 5는 도 3의 다른 실시 예가 개략적으로 도시된 사시도이며,
도 6a 및 도 6b는 도 3의 또 다른 실시 예가 개략적으로 도시된 설치 상태도 및 일부 단면도이다.

본 고안에 따른 히트 파이프에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시 예에 따른 히트 파이프(100)는, 난방수(111)가 이용된 히트 파이프(100)로서, 난방이 요구되는 일정한 구역의 온돌 바닥에 직선 및 곡선 구간을 갖도록 가공되어 배치된 외관(110), 이 외관(110)에 충전된 난방수(111)가 포함되어 이루어진다.

상기 외관(110)은 알루미늄 재질로 제작되고, 외관(110)의 표면은 아노다이징(Anodizing,일명 양극산화법) 처리되어 산화 피막(120)이 형성된다. 이때, 상기 외관(110)은 난방이 요구되는 일정 범위에 직선 및 곡선을 갖도록 일정하게 가공되어 배치된 후 시멘트에 매설되어 온돌 바닥을 이루게 된다.

여기서, 아노다이징(Anodizing)에 대해 간략히 설명하자면, 금속을 양(+)극에 걸고 희석-산의 액 속에서 직류 전기를 이용하여 전해하면, 양(+)극에서 발생하는 산소에 의해서 금속과 대단한 밀착력을 갖는 산화피막(120;산화알미늄:Al₂O₃)이 형성된다. 이때의 금속은 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 등이 이용된다. 이러한 아노다이징은 소프트(soft), 세미-하드(semi-hard), 하드(hard)의 처리 방법이 있고, 이 처리 방법에 따라 황산법, 크롬산법, 붕산법 등이 있다.

본 고안에서는 다양한 아노다이징 방법이 사용될 수 있으며, 바람직한 아노다이징 예 중 황산법을 아래에서 설명한다.

상기 외관(110)에 대한 아노다이징 처리를 설명하자면, 먼저 외관(110)에 대해 난방을 위한 소정 범위 내에 일정한 배열을 이루도록 절단하고 구부리는 가공을 시행하고, 이렇게 적절하게 변형된 외관(110)을 황산액이 수용된 욕조에 담근 다음, 외관(110)에 양(+)극을 인가하면 양(+)극에서 발생된 산소에 의해 외관(110)의 외표면에 밀착력이 강한 산화 피막(120)이 형성된다. 이 산화 피막(120)에 여러 가지 색상이 선택적으로 칠하거나 도포할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안의 다른 실시 예에 다른 히트 파이프(100)는 전기 발열선 및 전열물질이 이용된 히트 파이프로서, 외관(110)과, 이 외관(110)에 충전된 전열물질(112)과, 이 전열물질(112)에 매설되면서 외관(110)을 관통하는 전기 발열선(113)이 포함되어 이루어진다.

상기 전기 발열선(113)의 양단부는 외관(110)의 외부(또는 내부)에서 전기 단자와 연결되어 전기가 인가되도록 설치된다.

여기서, 상기 외관(110)은 하나의 관이 직선 구간과 곡선 구간을 갖도록 가공된 후, 난방이 요구되는 일정 범위 내에 고루 배치되어 시멘트에 매설되어 온돌 바닥을 이룬다.

또한, 도 6a 및 도 6b에서 보듯이, 본 고안의 또 다른 실시 예에 따른 히트 파이프(100)는 직선의 다수 외관(110)과, 이 외관(100)에 충전된 전열물질(112)과, 이 전열물질(112)에 매설된 전기 발열선(113)과, 이 전기 발열선(113)의 양단부에 각각 연결되면서 전기가 인가되도록 설치된 전기 리드선(115), 상기 전열물질(112)이 외관(110)에 충전되면서 새어나오지 못하도록 상기 외관(110)의 양단부를 밀폐하는 마개(114)가 포함되어 이루어진다.

여기서, 난방이 요구되는 일정 범위 내에 고루 배치되도록 다수의 외관(110)이 일정 간격으로 위치되면서 전기 리드선(115)이 전기 인가를 받도록 설치된 후, 시멘트에 매설되어 온돌 바닥을 이룬다.

이때, 상기 외관(110)들의 전기 리드선(115)은 상호 전기적으로 병렬 배치되어 전기를 인가받도록 설치된다.

상기 전열물질(112)은 난방수(110)를 포함한 유체 또는 돌가루, 실리콘, 기름 등의 고체 또는 겔(gel) 타입으로, 도 4의 실시 예에서는 전열물질(112)이 난방수(111)인 유체이고, 도 5 내지 도 6b의 실시 예에서는 전열물질(112)이 고체 또는 겔 타입이다. 또한, 이 전열물질(112)은 전기 발열선(113)에서 제공된 발열이 외관(110)을 통해 외부로 전달되도록 하는 열전도율이 높은 매개체이다. 상기 전기 발열선(113), 전열물질(112), 전기 리드선(115)는 종래의 일반적으로 이용되는 것으로 그 설명은 생략하고, 전기 리드선(115), 마개(114)는 경우에 따라 도 5의 실시 예에도 적용될 수 있다.

상기 외관(110)은 알루미늄 재질로 제작되고, 외관(110)의 표면은 아노다이징 처리되며, 이 외관(110)의 처리에 대한 설명 역시 상술되어 있으므로 간략히 한다.

이와 같이 가공되고 제작된 외관(110)이 시멘트에 매설되어 온돌 바닥을 이루고, 시멘트에 많이 포함된 소금 성분과 금속인 외관(110)의 화학적 반응에 의한 부식이 산화 피막(120)에 의해 방지된다.

위에서 전기 발열선(113)은 난방이나 발열을 위해 전기 에너지를 이용하는 것으로, 다양한 전기 발열선이 사용 가능하다. 예로서 1차 피복된 전기 발열선을 사용할 수 있으며 상기 피복은 실리콘 피복, 테프론 피복 등 피복된 전기 발열선을 사용하는 것이 바람직하다.

이상의 설명에서와 같이 본 고안은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 고안의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100...히트 파이프 110...외관,
111...난방수 112...전열물질,
113...전기 발열선 115...전기 리드선,
120...산화 피막.

Claims (3)

1. 시멘트에 매설되어 온돌 바닥을 이루는 히트 파이프로써,
   알루미늄 재질로 이루어지고, 그 외면이 아노다이징 처리되어 산화 피막을 형성한 외관;
   상기 외관에 충전되는 전열물질; 및
   상기 외관을 관통하여 상기 전열물질에 매설되며, 실리콘 또는 테프론으로 1차 피복된 전기 발열선;을 포함하고,
   상기 외관이 시멘트에 매설되어 온돌 바닥을 이루고, 상기 시멘트 및 상기 외관 간의 화학적 반응에 의한 부식을 상기 산화피막이 방지하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 전열물질은 난방수를 포함한 유체 또는 실리콘이며,
   상기 히트 파이프는,
   상기 전열물질과 전기 발열선이 내장된 하나의 외관이 직선 및 곡선 구간을 갖도록 가공되어 난방 범위에 배치되거나, 또는
   상기 전열물질과 전기 발열선이 내장된 다수의 직선 외관이 일정 간격으로 배치되고, 이들 외관의 전기 발열선들이 전기적으로 병렬 연결된 것,
   을 특징으로 하는 히트 파이프.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 아노다이징 처리는 황산법을 이용하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.

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