KR20180110506A - Device for heat conduction - Google Patents

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KR20180110506A
KR20180110506A KR1020170040156A KR20170040156A KR20180110506A KR 20180110506 A KR20180110506 A KR 20180110506A KR 1020170040156 A KR1020170040156 A KR 1020170040156A KR 20170040156 A KR20170040156 A KR 20170040156A KR 20180110506 A KR20180110506 A KR 20180110506A
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Abstract

The present invention provides a heat conduction device, which is able to improve heat conduction efficiency with respect to a farther separated distance, comprising: an external pipe having a sealed internal space; a heat transfer fluid accommodated at an internal lower portion of the external pipe; and an internal pipe separately installed in the external pipe, extended along the external pipe, and formed with an opening port in which the heat transfer fluid flows at both front end portions thereof. The internal pressure is expanded by heat applied by the external pipe such that the heat transfer fluid is moved to an upper end through a lower end opening port of the internal pipe to circulate the inside of the external pipe, thereby providing the heat conduction device with a heat transfer structure.

Description

열전도 장치{DEVICE FOR HEAT CONDUCTION}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat conduction device,

본 발명은 멀리 이격되어 보다 긴 거리에 대해 열전도 효율을 높일 수 있도록 된 열전도 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat conduction device which is spaced far away so as to increase heat conduction efficiency over a longer distance.

예를 들어, 열전도를 위한 히트 파이프(heat pipe)는 밀폐된 용기 내에 작동 유체를 주입한 후 진공 배기한 구조로 되어 있다. 히트파이프는 한쪽 끝을 가열하면 내부의 작동 유체가 기화되어 압력차에 의해 다른 쪽으로 이동하고 주변으로 열을 방출한 후 다시 응축의 과정을 거쳐 가열부로 귀환하는 구조로 되어 있다.For example, a heat pipe for heat conduction has a structure in which a working fluid is injected into a closed container and then evacuated. When heat is applied to one end of the heat pipe, the internal working fluid is vaporized and moved to the other side due to the pressure difference, and heat is discharged to the periphery.

즉, 히트 파이프는 작동 유체의 증발 및 응축의 상변화에 따르는 잠열 및 모세관 현상을 이용하여 적은 온도차에도 불구하고 높은 열량을 상당히 먼 거리까지 전송시키는 열전달 기구이다. 이러한 특성을 활용하여 히트 파이프를 효율적인 냉각 장치로 활용할 수 있다. 이러한 히트 파이프의 모세관 현상을 증대시키고 열전달 효율을 높이기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. That is, the heat pipe is a heat transfer mechanism that transfers a high heat amount to a considerably long distance despite a small temperature difference by utilizing the latent heat and the capillary phenomenon caused by the phase change of the evaporation and condensation of the working fluid. Utilizing these characteristics, the heat pipe can be utilized as an efficient cooling device. Many studies have been conducted to increase the capillary phenomenon of the heat pipe and to increase the heat transfer efficiency.

그러나, 종래 히트 파이프 구조와 같은 열전도 기구는 효과적인 열전달 유효 거리가 1m 이내로 짧은 거리에서 열전달이 이루어질 뿐이었다. 종래의 경우 히트파이프 내부 유체의 끓는 점을 낮추기 위해 내부에 진공을 형성하여 유지하게 된다. 그런데, 히트파이프의 길이가 길어 열 이송 거리가 장거리인 경우에는 내부 진공 정도가 미약하고 이에, 히트파이프 고유의 성질인 빠른 열 전도도가 나타날 수 없게 된다.However, a conventional heat conduction mechanism such as a heat pipe structure merely effects heat transfer at a short distance within an effective heat transfer effective distance of 1 m or less. Conventionally, a vacuum is formed inside the heat pipe to keep the boiling point of the fluid inside the heat pipe low. However, when the length of the heat pipe is long and the heat transfer distance is long, the degree of internal vacuum is weak and rapid thermal conductivity, which is inherent to the heat pipe, can not be exhibited.

따라서, 길이가 긴 히트파이프의 경우 열전도도가 떨어져 히트파이프로서의 역할을 수행하기 어려우며, 진공도를 높기 위해 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.Accordingly, in the case of a heat pipe having a long length, the thermal conductivity is low and it is difficult to serve as a heat pipe, and there is a problem that a high cost is required to increase the degree of vacuum.

이에, 보다 멀리 이격된 거리에 대해 열전도 효율을 높일 수 있도록 된 열전도 장치를 제공한다.Accordingly, there is provided a heat conduction device capable of increasing heat conduction efficiency with respect to distances farther apart.

본 구현예의 열전도 장치는, 밀폐된 내부 공간을 갖는 외부파이프, 상기 외부파이프 내측 하부에 수용되는 열전달유체, 및 상기 외부파이프 내부에 이격되어 설치되고 외부파이프를 따라 연장되며 양 선단부에는 열전달유체가 유통되는 개방구가 형성된 내부파이프를 포함하여, 외부파이프에 가해지는 열에 의해 내부 압력이 팽창하여 열전달유체가 내부파이프의 하단 개방구를 통해 상단으로 이동되어 외부파이프 내측으로 순환되면서 열이 전달되는 구조일 수 있다.The heat conduction device of the present embodiment includes an outer pipe having a closed inner space, a heat transfer fluid accommodated in an inner lower portion of the outer pipe, and a heat transfer fluid disposed in the outer pipe and extending along the outer pipe, The inner pressure of the outer pipe is expanded by the heat applied to the outer pipe and the heat transfer fluid is transferred to the upper part through the lower opening of the inner pipe and circulated inside the outer pipe to transfer heat. .

상기 내부파이프는 복수개가 구비될 수 있다.A plurality of the inner pipes may be provided.

사기 외부파이프는 구리 또는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.Fraud The outer pipe can be made of copper or aluminum.

상기 내부파이프는 외부파이프와 동일한 재질로 형성될 수 있다.The inner pipe may be formed of the same material as the outer pipe.

상기 열전달유체는 에틸알콜, 메틸알콜, 물, 오일, 나트륨, 수은에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The heat transfer fluid may be at least one selected from ethyl alcohol, methyl alcohol, water, oil, sodium, and mercury.

상기 외부파이프는 내부에 상압 또는 상압 이하의 부압이 형성될 수 있다.The outer pipe may have a normal pressure or a negative pressure below the normal pressure.

상기 외부파이프의 내경과 내부파이프의 외경 사이 단면적은 상기 내부파이프의 내경이 이루는 단면적보다 큰 구조일 수 있다.Sectional area between the inner diameter of the outer pipe and the outer diameter of the inner pipe may be larger than a cross-sectional area of the inner diameter of the inner pipe.

상기 내부파이프는 내경이 0.2 내지 20mm 일 수 있다.The inner pipe may have an inner diameter of 0.2 to 20 mm.

상기 외부파이프는 개방된 일단에 설치되어 내부를 폐쇄하는 밀봉부를 포함할 수 있다.The outer pipe may include a sealing portion that is installed at an open end to close the inside.

본 구현예의 따르면, 거리가 먼 장거리에 대해서도 열을 효과적으로 전도할 수 있다.According to this embodiment, heat can be conducted efficiently even for long distances.

종래 히트파이프 등 열전도 구조를 통해서 구현하지 못했던 1m 이상 수십미터까지의 먼거리에 대해서도 보다 빠른 열전도가 가능하다.It is possible to achieve faster heat conduction even at distances of 1 m to several tens of meters which have not been achieved through conventional heat conduction structures such as heat pipes.

보다 단순한 구조로 이루어져 제조가 용이하고 제조에 소요되는 비용을 최소화할 수 있게 된다.It is possible to simplify the manufacturing process and to minimize the manufacturing cost.

도 1은 본 실시예에 따른 열전도 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 열전도 장치의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a heat conduction device according to the present embodiment.
2 is a schematic cross-sectional view of the heat conduction device according to the present embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Wherever possible, the same or similar parts are denoted using the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

도 1은 본 실시예에 따른 열전도 장치의 구성을 나타내고 있으며, 도 2는 본 실시예에 따른 열전도 장치의 단면 구조를 나타내고 있다.FIG. 1 shows a structure of a heat conduction device according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a cross-sectional structure of a heat conduction device according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 열전도 장치(10)는 밀폐된 내부 공간을 갖는 외부파이프(20), 상기 외부파이프(20) 내측 하부에 수용되는 열전달유체(30), 및 상기 외부파이프(20) 내부에 이격되어 설치되고 외부파이프(20)를 따라 연장되며 양 선단부에는 열전달유체(30)가 유통되는 개방구(42,44)가 형성된 내부파이프(40)를 포함한다.As shown, the heat conduction device 10 of the present embodiment includes an outer pipe 20 having a closed inner space, a heat transfer fluid 30 received in the inner lower portion of the outer pipe 20, And an inner pipe 40 spaced apart from the outer pipe 20 and extending along the outer pipe 20 and having openings 42 and 44 through which the heat transfer fluid 30 flows.

이에, 상기 열전도 장치(10)는 외부파이프(20)에 가해지는 열에 의해 내부 공기가 팽창하여 내부의 열전달유체(30)가 내부파이프(40)의 하단 개방구(42)를 통해 상단으로 이동되고 상단 개방구(44)를 통해 배출되어 순환된다. 따라서, 열전달유체(30)가 내부파이프(40)를 통해 상승하여 외부파이프(20) 내측을 통해 내려가면서 연속적으로 순환되어 열을 전달하게 된다.In the heat conduction device 10, the internal air expands due to the heat applied to the external pipe 20, and the internal heat transfer fluid 30 is moved to the upper end through the lower opening 42 of the internal pipe 40 And is discharged through the upper opening 44 and circulated. Accordingly, the heat transfer fluid 30 is continuously circulated through the inner pipe 40 and flows downward through the outer pipe 20 to transfer heat.

상기 외부파이프(20)는 예를 들어, 일정한 내경을 갖는 원통형 관 구조물일 수 있다. 외부파이프(20)는 원통형태의 관 구조 외에 다양한 단면 형태로 이루어질 수 있다. The outer pipe 20 may be, for example, a cylindrical tube structure having a constant inner diameter. The outer pipe 20 may have various cross-sectional shapes in addition to the cylindrical pipe structure.

외부파이프(20)는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 열전도도가 높은 구리나 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.The outer pipe 20 may be formed of a metal material, preferably a copper or aluminum material having a high thermal conductivity.

외부파이프(20)는 일단이 막혀 있고 타단은 열전달유체(30)와 내부파이프(40)를 내부에 넣을 수 있도록 개방된다. 외부파이프(20)는 개방된 선단에는 외부파이프(20) 내부를 폐쇄하여 외부로 차단하기 위한 밀봉부(22)가 설치된다. 밀봉부(22)는 외부파이프(20)의 개방된 선단을 밀봉할 수 있는 구조면 모두 적용가능하다. 예를 들어, 밀봉부(22)는 용접이나 나사 체결 구조 등 다양한 방법으로 외부파이프(20)에 접합될 수 있다. The outer pipe 20 is closed at one end and opened at the other end to insert the heat transfer fluid 30 and the inner pipe 40 therein. The open end of the outer pipe 20 is provided with a sealing portion 22 for closing the inside of the outer pipe 20 to block the outside. The sealing portion 22 is applicable to all of the structural surfaces that can seal the open end of the outer pipe 20. For example, the sealing portion 22 can be joined to the outer pipe 20 by various methods such as welding or screw fastening structure.

이에, 본 실시예의 외부파이프(20)는 밀봉부(22)에 의해 외부와 차단되어 내부의 밀폐된 공간을 갖는다.Thus, the outer pipe 20 of the present embodiment is shielded from the outside by the sealing portion 22 and has an airtight space inside.

본 실시예에서, 외부파이프(20) 내부의 밀폐된 공간의 압력은 외부와 동일한 상압으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 외부파이프(20) 내부 압력을 상압으로 형성함으로써, 종래의 히트파이프 등 열전도 장치(10)와 같이 내부 진공압을 형성할 필요가 없다. 따라서, 종래와 비교하여 제조가 용이하며, 진공에 관계없이 긴 길이로 외부파이프(20)를 형성하여 보다 먼 거리에 대해서도 열전도 효율을 높일 수 있게 된다. In this embodiment, the pressure of the closed space inside the outer pipe 20 can be formed at the same atmospheric pressure as the outside. Thus, by forming the inner pressure of the outer pipe 20 at an atmospheric pressure, it is not necessary to form the inner vacuum pressure like the heat conduction device 10 such as a conventional heat pipe. Therefore, it is easy to manufacture compared with the conventional one, and the outer pipe 20 is formed in a long length regardless of the vacuum, so that the heat conduction efficiency can be increased even at a longer distance.

또 다른 실시예로, 상기 외부파이프(20) 내부 압력은 상압보다 낮은 부압으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 외부파이프(20) 밀봉작업 전에 열을 가해 외부파이프(20) 내부 공기가 팽창한 상태에서 외부파이프(20)의 개방된 선단을 밀봉부(22)로 접합하여 밀봉한다. 이에, 최종적으로 밀봉 제조된 외부파이프(20) 내부 공기가 수축되면서 외부파이프(20) 내부 압력은 부압을 형성하게 된다. 이러한 외부파이프(20)에 형성되는 부압 역시 종래 진공압과 비교하여 대단히 높은 압력으로 종래 진공압 형성에 따른 부담과 문제점을 해소할 수 있다.In another embodiment, the inner pressure of the outer pipe 20 may be formed at a negative pressure lower than normal pressure. For example, when the outer pipe 20 is heated before the sealing operation, the open end of the outer pipe 20 is sealed and sealed with the sealing portion 22 in a state in which the air inside the outer pipe 20 is expanded. Thus, the air inside the outer pipe 20, which is finally sealed, is contracted, and the pressure inside the outer pipe 20 forms a negative pressure. The negative pressure formed in the outer pipe 20 is also very high compared to the conventional vacuum pressure, which can overcome the burden and the problem of the conventional vacuum pressure formation.

상기 열전달유체(30)는 열전도 장치(10)의 적용 온도 조건에 따라 다양한 유체가 적용될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 열전달유체(30)는 에틸알콜, 메틸알콜, 물, 오일, 나트륨, 수은에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The heat transfer fluid 30 may be applied to various fluids according to the application temperature conditions of the heat conduction device 10. In the present embodiment, the heat transfer fluid 30 may be at least one selected from ethyl alcohol, methyl alcohol, water, oil, sodium, and mercury.

저온 영역의 경우 에틸알콜, 메탈알콜 등이 열전달유체로써 사용될 수 있다. 150℃의 온도 대역에서는 열전달유체로써 증류수가 사용될 수 있다. 200℃ 정도의 중온 영역에서는 작동유와 같은 오일이 열전달유체로써 사용될 수 있다. 또한, 500℃ 이상의 온도 영역의 경우 열전달유체로 나트륨이나 수은 등이 사용될 수 있다.In the case of the low temperature region, ethyl alcohol, metal alcohol and the like can be used as the heat transfer fluid. Distilled water can be used as the heat transfer fluid in the temperature range of 150 ° C. In the middle temperature range of about 200 ° C, the same oil as the operating fluid can be used as the heat transfer fluid. In the case of a temperature range of 500 ° C or higher, sodium or mercury may be used as the heat transfer fluid.

이러한 열전달유체(30)는 외부파이프(20)의 개방된 선단을 통해 외부파이프(20) 내부에 정량 주입한다. 외부파이프(20)의 개방된 선단은 추후 밀봉부(22)가 접합 설치되므로, 외부파이프(20) 내에 주입된 열전달유체(30)의 유출을 차단할 수 있다.The heat transfer fluid 30 is injected into the outer pipe 20 through the open end of the outer pipe 20. The open end of the outer pipe 20 can be prevented from flowing out of the heat transfer fluid 30 injected into the outer pipe 20 since the sealing portion 22 is subsequently joined.

상기 열전달유체(30)는 내부파이프(40)의 내부를 통해 외부파이프(20) 상단으로 이동하여 분출되면서 외부파이프(20) 하단에 가해진 열에너지를 외부파이프(20) 상단으로 신속하게 전달하게 된다.The heat transfer fluid 30 is transferred to the upper end of the outer pipe 20 through the inside of the inner pipe 40 and is rapidly discharged to the upper end of the outer pipe 20 while spraying heat energy applied to the lower end of the outer pipe 20.

상기 내부파이프(40)는 예를 들어, 일정한 내경을 갖는 원통형 관 구조물일 수 있다. 내부파이프(40)는 원통형태의 관 구조 외에 다양한 단면 형태로 이루어질 수 있다. The inner pipe 40 may be, for example, a cylindrical tube structure having a constant inner diameter. The inner pipe 40 may have various cross-sectional shapes other than the cylindrical pipe structure.

내부파이프(40)는 외부파이프(20)와 동일한 재질의 금속 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 외부파이프(20)와 같이 열전도도가 높은 구리나 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.The inner pipe 40 may be formed of a metal material having the same material as that of the outer pipe 20 and may be formed of copper or aluminum having a high thermal conductivity,

내부파이프(40)는 열전달유체(30)가 유통될 수 있도록 양 선단에 개방구(42,44)가 형성된 구조로 되어 있다. 예를 들어, 내부파이프(40)는 양 선단이 뚫려 있는 관 구조물일 수 있다.The inner pipe 40 is structured such that openings 42 and 44 are formed at both ends so that the heat transfer fluid 30 can flow. For example, the inner pipe 40 may be a pipe structure with both ends open.

내부파이프(40)의 개방구(42,44)는 열전달유체(30)가 유입되거나 유출되는 구멍으로, 내부파이프(40)의 선단에 형성되거나, 내부파이프(40)의 선단부 외주면을 따라 형성될 수 있다.The openings 42 and 44 of the inner pipe 40 are formed at the tip of the inner pipe 40 or formed along the outer circumferential surface of the leading end of the inner pipe 40 with the holes through which the heat transfer fluid 30 flows or flows out .

상기 내부파이프(40)는 외부파이프(20)의 중심축선을 따라 중앙부에 배치될 수 있다. 내부파이프(40)는 외부파이프(20) 내부에 고정 설치될 수 있다. 내부파이프(40)의 외측면과 내부파이프(40) 내측면 사이에 적어도 하나 이상의 고정 브라켓(도시되지 않음)이 설치되어 외부파이프(20)에 대해 내부파이프(40)를 유동없이 지지할 수 있다. The inner pipe 40 may be disposed at a central portion along the central axis of the outer pipe 20. The inner pipe 40 may be fixedly installed inside the outer pipe 20. At least one fixing bracket (not shown) may be installed between the outer surface of the inner pipe 40 and the inner surface of the inner pipe 40 to support the inner pipe 40 without any movement relative to the outer pipe 20 .

또다른 실시예로, 외부파이프(20) 내부에 하나의 내부파이프(40)가 구비된 구조 외에 적어도 두 개 이상 복수개의 내부파이프(40)가 설치될 수 있다. 외부파이프(20) 내에 구비되는 각각의 내부파이프(40)는 모두 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 구조 역시, 외부파이프(20)에 열이 가해져 내부 공기가 팽창함에 따라 열전달유체(30)가 각각의 내부파이프(40) 내부를 통해 상승하여 외부파이프(20) 상부로 열을 전달하게 된다.In another embodiment, at least two or more inner pipes 40 may be provided in addition to the structure in which the inner pipe 40 is provided inside the outer pipe 20. Each of the inner pipes 40 provided in the outer pipe 20 may have the same structure. In this structure, as heat is applied to the outer pipe 20 and the inner air expands, the heat transfer fluid 30 rises through each of the inner pipes 40 to transfer heat to the upper portion of the outer pipe 20.

본 실시예에서, 상기 외부파이프(20)의 내경과 내부파이프(40)의 외경 사이의 단면적은 상기 내부파이프(40)의 내경이 이루는 단면적보다 큰 구조로 되어 있다. 내부파이프(40)가 복수개인 경우 각각의 내부파이프(40) 내측 단면적을 합하여 계산한다. 실험 결과, 내부파이프(40)의 내경이 이루는 단면적이 외부파이프(20) 내경과 내부파이프(40) 외경 사이 단면적 이상인 경우에는 외부파이프(20) 내부 공기 팽창시 열전달유체(30)가 내부파이프(40)를 따라 제대로 이동하지 못하여 열전달이 제대로 이루어지지 않는다.The cross sectional area between the inner diameter of the outer pipe 20 and the outer diameter of the inner pipe 40 is larger than the cross sectional area of the inner diameter of the inner pipe 40. [ If there are a plurality of inner pipes 40, the inner cross-sectional area of each of the inner pipes 40 is calculated. As a result of the experiment, when the cross-sectional area of the inner pipe 40 is equal to or larger than the cross-sectional area between the inner diameter of the outer pipe 20 and the outer diameter of the inner pipe 40, 40) and the heat transfer is not properly performed.

또한, 본 실시예에서, 상기 내부파이프(40)는 내경이 0.2 내지 20mm 일 수 있다. 내부파이프(40)의 내경이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 내부파이프(40)를 통한 열전달유체(30) 이송이 효과적으로 이루어지지 못해 열전달 효율이 떨어지고 신속한 열전달이 이루어지지 않는다.Further, in the present embodiment, the inner pipe 40 may have an inner diameter of 0.2 to 20 mm. When the inner diameter of the inner pipe 40 is out of the above range, the transfer of the heat transfer fluid 30 through the inner pipe 40 is not effectively performed, and the heat transfer efficiency is lowered and rapid heat transfer is not performed.

이하, 본 실시예에 따른 열전도 장치의 작용에 대해 설명하면, 열전도 장치의 외부파이프(20) 하단에 열이 가해지게 되면 외부파이프 내부의 공기가 열에 의해 팽창하게 된다. Hereinafter, the operation of the heat conduction device according to the present embodiment will be described. When heat is applied to the lower end of the outer pipe 20 of the heat conduction device, air inside the outer pipe expands due to heat.

외부파이프(20)는 외부와 차단되어 밀봉된 상태로, 내부 공기가 열에 의해 팽창되면 팽창된 공기에 의해 히트파이프 내부에 수용되어 있는 열전달유체(30)에 힘을 가하게 된다. 이에, 외부 열을 받아 가열된 열전달유체(30)가 내부파이프(40) 하단의 개방구(42) 통해 유입되어 위로 상승하게 된다. 내부파이프를 타고 상승된 열전달유체는 내부파이프(40) 상단의 개방구(44)를 통해 외부로 분출된다. 그리고 열전달유체(30)가 외부파이프(20) 상부 접하면서 열교환이 이루어진다. The outer pipe 20 is shielded from the outside, and when the inner air is inflated by heat, the inflated air exerts a force on the heat transfer fluid 30 received in the heat pipe. The heat transfer fluid 30 heated by the external heat flows through the opening 42 at the lower end of the inner pipe 40 and rises upward. The heat transfer fluid raised on the inner pipe is ejected to the outside through the opening 44 at the upper end of the inner pipe 40. The heat exchange fluid 30 is brought into contact with the upper surface of the outer pipe 20.

즉, 열전달유체는 외부 열에 가열된 상태로 내부파이프를 따라 상승되어 외부파이프 내측 상부로 분출됨으로써, 열에너지를 외부파이프 상단으로 전달하게 된다. 열교환되어 온도가 떨어진 열전달유체는 외부파이프와 내부파이프 사이를 통해 다시 밑으로 이송된다. 외부파이프 하부로 이송된 열전달유체는 다시 가열되어 내부파이프를 통해 위로 상승된다. 이러한 열전달유체의 연속적인 흐름을 통해 외부파이프 하부의 열이 상부로 신속하게 전달된다.That is, the heat transfer fluid rises along the inner pipe while being heated by the external heat and is sprayed to the upper inside of the external pipe, thereby transferring the heat energy to the upper end of the external pipe. The heat-transfer fluid, which has been heat-exchanged and has a reduced temperature, is transported back down through the outer pipe and the inner pipe. The heat transfer fluid transferred to the lower portion of the outer pipe is heated again and is raised upward through the inner pipe. Through the continuous flow of this heat transfer fluid, the heat of the lower part of the outer pipe is quickly transferred to the upper part.

이와 같이, 열전달유체가 내부파이프를 타고 상승하여 외부파이프 상부로 열을 전달함에 따라 외부파이프의 상부의 온도가 순식간에 상승하여 하부의 온도에 근접하게 된다.As the heat transfer fluid rises on the inner pipe and transfers heat to the upper part of the outer pipe, the temperature of the upper part of the outer pipe rises instantaneously and approaches the temperature of the lower part.

따라서,본 실시예의 경우 외부파이프의 길이를 길게 형성하여 먼 거리간에 열을 전달하는 경우에도 열전도 효율을 높여 효과적으로 열을 전도할 수 있게 된다.Accordingly, in the case of this embodiment, even when the length of the outer pipe is long and the heat is transferred to a long distance, the heat conduction efficiency can be increased and the heat can be effectively conducted.

[실험예][Experimental Example]

종래 구조의 히트파이프와 본 실시예에 따라 제조된 열전도 장치에 대한 열전달효율을 비교 실험하였다.The heat transfer efficiencies of the conventional heat pipe and the heat conduction device manufactured according to the present embodiment were compared.

종래 구조의 히트파이프는 작동 유체의 증발 및 응축의 상변화에 따르는 잠열 및 모세관 현상을 이용하여 열을 전달하는 구조이다.The heat pipe of the conventional structure is a structure that transfers heat by utilizing latent heat and capillary phenomenon caused by phase change of evaporation and condensation of working fluid.

본 실시예의 열전도 장치는 언급한 바와 같이, 외부파이프와 내부파이프 및 열전달유체를 구비하여 내부 공기 팽창에 따라 열전달유체가 내부파이프를 따라 이동되어 열을 전달하는 구조이다.As described above, the heat conduction device of the present embodiment includes an outer pipe, an inner pipe, and a heat transfer fluid, and the heat transfer fluid moves along the inner pipe according to the expansion of the internal air to transfer heat.

종래의 히트파이프나 본 실시예의 열전도 장치 모두 내부 유체는 메탄올을 사용하였으며, 전체 길이는 2m로 제조하여 실험을 실시하였다.In the conventional heat pipe or the heat conduction device of this embodiment, methanol was used as the internal fluid, and the total length was 2 m, and the experiment was conducted.

실험은 100℃의 물이 담긴 용기에 종래의 히트파이프나 본 실시예의 열전도장치의 일측 선단을 넣어 열을 가하고, 타측 선단인 상단에서의 온도를 측정하여 이루어졌다.The test was conducted by placing a conventional heat pipe or one end of a heat conduction device of the present embodiment in a container containing water at 100 ° C and applying heat to measure the temperature at the upper end of the other end.

실험 결과, 종래의 히트파이프는 하단에 100℃의 열을 가하였을 때, 상단의 온도가 70℃를 넘지 못하였다. 반면에 본 실시예의 열전도 장치의 경우 상단의 온도가 95 내지 100℃에 이르는 것으로 나타났다.As a result of the experiment, when heat of 100 캜 was applied to the lower end of the conventional heat pipe, the temperature of the upper end did not exceed 70 캜. On the other hand, in the case of the heat conduction device of this embodiment, the temperature at the upper end was found to reach 95 to 100 캜.

이격 거리가 먼 장거리에 대한 열전도 장치의 경우 열원에 위치한 하단과 상단의 온도가 거의 일치하는 것이 매우 중요하다. It is very important that the temperature of the bottom and top of the heat source, which is located far away from the heat source, is almost the same.

이에, 먼 거리에 대한 열전도 효율에 있어서, 본 실시예의 열전도 장치의 열 전도율이 종래 히트파이프보다 월등히 높다는 것을 확인할 수 있다.Thus, it can be seen that the heat conductivity of the heat conduction device of the present embodiment is much higher than that of the conventional heat pipe in terms of heat conduction efficiency over a long distance.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While the illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.

10 : 열전도 장치 20 : 외부파이프
22 : 밀봉부 30 : 열전달유체
40 : 내부파이프 42,44 : 개방구10: heat conduction device 20: outer pipe
22: Sealing section 30: Heat transfer fluid
40: inner pipe 42, 44:

Claims (9)

밀폐된 내부 공간을 갖는 외부파이프, 상기 외부파이프 내측 하부에 수용되는 열전달유체, 및 상기 외부파이프 내부에 이격되어 설치되고 외부파이프를 따라 연장되며 양 선단부에는 열전달유체가 유통되는 개방구가 형성된 내부파이프를 포함하여,
외부파이프에 가해지는 열에 의해 내부 압력이 팽창하여 열전달유체가 내부파이프의 하단 개방구를 통해 상단으로 이동되어 외부파이프 내측으로 순환되면서 열이 전달되는 구조의 열전도 장치.An outer pipe having a sealed inner space, a heat transfer fluid accommodated in an inner lower portion of the outer pipe, and an inner pipe disposed apart from the outer pipe and extending along the outer pipe and having openings through which heat transfer fluid flows, Including,
The inner pressure is expanded by the heat applied to the outer pipe, and the heat transfer fluid is transferred to the upper part through the lower opening of the inner pipe and circulated inside the outer pipe, thereby transferring heat. 제 1 항에 있어서,
상기 내부파이프는 복수개가 구비된 열전도 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of inner pipes are provided. 제 1 항에 있어서,
상기 외부파이프는 구리 또는 알루미늄 재질로 형성된 열전도 장치.The method according to claim 1,
Wherein the outer pipe is made of copper or aluminum. 제 3 항에 있어서,
상기 내부파이프는 외부파이프와 동일한 재질로 형성된 열전도 장치.The method of claim 3,
Wherein the inner pipe is made of the same material as the outer pipe. 제 1 항에 있어서,
상기 열전달유체는 에틸알콜, 메틸알콜, 물, 오일, 나트륨, 수은에서 선택되는 적어도 하나인 열전도 장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat transfer fluid is at least one selected from ethyl alcohol, methyl alcohol, water, oil, sodium, mercury. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부파이프는 내부에 상압 또는 상압 이하의 부압이 형성된 열전도 장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the outer pipe has a negative pressure at or below atmospheric pressure therein. 제 6 항에 있어서,
상기 외부파이프의 내경과 내부파이프의 외경 사이 단면적은 상기 내부파이프의 내경이 이루는 단면적보다 큰 구조의 열전도 장치.The method according to claim 6,
Sectional area between the inner diameter of the outer pipe and the outer diameter of the inner pipe is larger than the outer diameter of the inner pipe. 제 7 항에 있어서,
상기 내부파이프는 내경이 0.2 내지 20mm 인 열전도 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the inner pipe has an inner diameter of 0.2 to 20 mm. 제 6 항에 있어서,
상기 외부파이프는 개방된 일단에 설치되어 내부를 폐쇄하는 밀봉부를 포함하는 열전도 장치.The method according to claim 6,
And the outer pipe includes a sealing portion provided at an open end to close the inside.
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