WO2011049339A2 - 히트 유닛 및 이를 이용한 난방 패널 - Google Patents

히트 유닛 및 이를 이용한 난방 패널 Download PDF

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WO2011049339A2
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박자현
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Park Ja Hyoun
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Definitions

  • the present invention relates to a heat unit and a heating panel using the same, and a heat unit and a heating panel using the same, which are uniformly heated by the convection of distillation gas generated by heating a distillate filled in the heat pipe.
  • the method of heating the floor is the method of heating the entire floor by heating the stone floor, and the heating pipe, which is a modern hot water pipe, is evenly laid on the floor. Warm the floor with heat of hot water flowing through the pipe.
  • the prefabricated heating panel has a method in which a hot water pipe is built in and a method in which a hot wire is built in.
  • efficient heating is not performed because circulation of hot water filled inside the heating pipe is not smoothly performed.
  • This built-in method has a problem that only the heating wire around the local heating.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, to provide a heat unit that improves the heat transfer efficiency by the smooth convection of the distillation gas in the heat pipe and a heating panel that is easy to assemble and construct using the same. do.
  • a heat unit includes a hollow part in which a distillate is filled up to a predetermined height, an exhaust part is formed at one side, and an opening is formed at another side thereof;
  • a cover which seals an opening of the heat pipe, an insertion protrusion portion protruding into the hollow portion of the heat pipe, and an insertion groove portion is formed in the insertion protrusion portion;
  • a transmission member provided at an outer circumference of the insertion protrusion and partially immersed in the distillate to absorb the distillate;
  • a mesh network surrounding the transmission member and fixed to the insertion protrusion; Is inserted into the insertion groove of the cover includes a heating member for evaporating the distillate by heating the insertion projection and the transfer member.
  • the outer periphery of the heat pipe is characterized in that the heat sink is formed to protrude to extend the outer peripheral area of the heat pipe.
  • the exhaust part of the heat pipe is characterized by being sealed by a sealing member.
  • the height of the distillate filled in the heat pipe is filled higher than the level at which at least a portion of the transfer member is submerged, and lower than the position where the exhaust is formed.
  • the cover has a cap portion for sealing the opening of the heat pipe is formed, the insertion projection is formed to protrude to one side of the cap portion, characterized in that the insertion groove portion is opened to the other side of the cap portion.
  • the transfer member is characterized in that the fabric or sponge that the distillate is absorbed.
  • the heating member and the heating body is inserted into the insertion groove of the cover;
  • a heating wire provided inside the heat generating body; It is connected to the heating wire, and includes a wire extending to the outside of the heat generating body.
  • the heating body is formed of a ceramic material and is provided in a shape corresponding to the insertion groove portion of the cover is characterized in that it is in close contact with the inner periphery of the insertion protrusion of the cover.
  • Heating panel is provided with an accommodating space therein, the accommodating space at least one panel unit filled with a filling member; A plurality of heat units which are embedded in a receiving space of the panel unit and are protected from external impact by the filling member, and are heated by convection of distillation gas generated by heating a distillate filled in a heat pipe. .
  • the panel unit may include a housing panel in which the accommodation space is formed, and the upper portion of which is opened; A cover panel sealing an upper portion of the housing panel; It is provided in the housing space of the housing panel comprises a plurality of spacers for fixing the heat pipe, the filling member is characterized in that the polyurethane.
  • the panel unit may include a housing panel in which the accommodation space is formed, and the upper portion of which is opened; And a cover panel sealing an upper portion of the housing panel, wherein the filling member is formed of a support frame having a shape corresponding to an accommodation space of the housing panel, and the support frame has an insertion groove into which the heat pipe is inserted. And an extension panel in contact with the heat pipe to transfer heat generated from the heat pipe.
  • the panel unit is provided with a plurality of side walls are arranged to be opposed to each other, at least one side of each housing panel is formed with a fastening protrusion protruding in the lateral direction, the other housing panel on one side of the adjacent housing panel Characterized in that the fastening groove is formed to fasten the fastening protrusion formed.
  • a plurality of panel units are provided, and sidewalls are disposed to face each other, and at least two sidewalls of the housing panel are provided with fastening grooves at positions corresponding to each other, and have a shape corresponding to the pair of fastening grooves facing each other. It is provided with, and includes a fastening body is inserted and fixed to the pair of fastening groove.
  • the heat pipe is filled with a distillate to a predetermined height, and a heating means is provided to indirectly heat the transfer member, and the transfer member is provided so that a part of the distillate is submerged in the distillate. It is possible to obtain an effect of increasing the amount of distillate absorbed by the transfer member by the development and vaporized by the heat generating means.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a heat unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a heat unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a heat unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a heat unit according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a heating panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a heating panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a heating panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic block diagram showing a heat unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 8.
  • 10 is a cross-sectional view taken along the line B-B.
  • FIG. 11 is a diagram for describing an operation of the heating unit illustrated in FIG. 8.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a heat unit according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing a heat unit according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a heat unit according to an embodiment of the present invention Is a cross-sectional view showing.
  • the heat unit 200 includes a heat pipe 210, a cover 220, a transfer member 230, a mesh net 250, and a heat generating member 240. Include.
  • the heat pipe 210 is filled with a distillate 215 to a predetermined height therein, and generates heat as the distillate 215 is heated, and a hollow portion 210a in which the distillate 215 is filled is formed.
  • the exhaust part 211 is formed at one side and has a pipe shape at which the opening 213 is formed at the other side.
  • the body of the heat pipe 210 is preferably formed to have a constant diameter, one end portion is gradually smaller diameter for the formation of the exhaust portion 211 is considerably larger than the diameter of the heat pipe 210 body at its end It is preferable that a small degree of exhaust portion 211 is formed.
  • the shape of one end is not limited to this, and is considerably smaller than the diameter of the heat pipe 210 body so that various changes can be made to exhaust the internal air without discharging the distillate 215 filled inside the heat pipe 210. Can be.
  • the other end portion is preferably formed with an opening 213 having a diameter and a constant diameter of the heat pipe 210 body.
  • a liquid having a relatively low breaking point is preferably used so that vaporization is performed well.
  • ethanol, acetone or distilled water may be used alone or in combination.
  • the height of the distillate 215 filled in the heat pipe 210 is filled higher than the level at which at least a portion of the transfer member 230 is submerged, and lower than the position where the exhaust portion 211 is formed.
  • the distillate 215 is filled to a level of about 10% of the height of the hollow portion 210a of the heat pipe 210 to secure a space in which the vaporized distilled gas is convection inside the heat pipe 210. When the air inside 210 is exhausted through the exhaust part 211, the distillate 215 is prevented from being discharged together.
  • the heat pipe 210 seals the opening 213 on the other side with the cover 220, fills the hollow portion 210a with distillate as desired, and then supplies air from the hollow portion 210a through the exhaust portion 211. By exhausting, the hollow portion 210a is brought into a vacuum state. Thereafter, the exhaust part 211 is sealed with a sealing member 219, for example, a soldering member. In this way, the hollow portion 210a is made in a vacuum state so that convection of the distillation gas is made more active.
  • the cover 220 is a means for sealing the other opening 213 of the heat pipe 210 and the heat generating member 240 is mounted, and a cap 225 for sealing the opening 213 of the heat pipe 210.
  • the insertion protrusion 221 is formed to protrude to the hollow portion 210a of the heat pipe 210 to one side of the cap portion 225, the insertion groove portion (221) inside the insertion protrusion (221) 223 is formed. At this time, the insertion groove 223 is opened to the other side of the cap portion 225.
  • the shape of the insertion protrusion 221 is preferably made of a cylindrical having a constant outer diameter.
  • the insertion protrusion 221 is formed to be spaced apart from the inner circumference of the heat pipe 210 to secure a space in which the transfer member 230 can be disposed.
  • the shape of the insertion groove 223 is also made of a cylindrical shape corresponding to the shape of the insertion protrusion 221, it is preferable that the thickness of the insertion protrusion 221 is formed constant.
  • the shape of the insertion protrusion 221 and the insertion groove 223 is not limited to the embodiment shown, if the transmission member 230 is provided on the outer periphery, the heating member 240 may be inserted into any shape It may be provided. Mounting the cover 220 to the opening 213 of the heat pipe 210 and then sealing the interface with the opening 213 by means of a separate sealing member (not shown), for example soldering or welding. It is preferable.
  • the transfer member 230 is provided on the outer periphery of the insertion protrusion 221 is a part is immersed in the distillate 215 so that the distillate 215 is absorbed into the transfer member 230 by the capillary phenomenon
  • a fabric or a sponge can be used as the cloth.
  • the transfer member 230 may be used by changing to another member that can absorb the distillate (215).
  • the transfer member 230 is provided on the outer circumference of the insertion protrusion 221 of the distillate 215 is filled in the heat pipe 210 when the heating member 240 mounted on the cover 220 is heated The vaporization efficiency can be improved.
  • the contact area between the insertion protrusion 221 and the distillate 215 may be small, so that the problem of low vaporization efficiency of the distillate 215 may occur.
  • the entire outer periphery of the insertion protrusion 221 is in contact with the distillate 215 and the contact area is increased, thereby improving the efficiency of vaporizing the distillate 215.
  • the transfer member 230 is provided to improve the vaporization efficiency of the distillate 215, so that the distillate 215 is not filled in the entire hollow portion 210a of the heat pipe 210, and is about 10% level. It can be filled to the height of, thereby ensuring a space in which the vaporized distillation gas convection can be generated to heat the heat pipe 210 uniformly. As a result, even if the heat unit is used in the longitudinal direction without standing, the heat transfer efficiency can be improved.
  • the mesh network 250 is a means for wrapping the delivery member 230 to fix the delivery member 230 to the insertion protrusion 221.
  • the mesh network 250 may be passed through the distillate 215. Any member may be used as long as the member is present. It is preferable that a member which is high in heat transfer rate and which does not corrode in the distillate 215 is used.
  • the heating member 240 is inserted into the insertion groove 223 of the cover 220 is a means for vaporizing the distillate 215 by heating the insertion protrusion 221, the insertion groove of the cover 220 ( A heating wire 241 inserted into the 223, a heating wire 243 provided inside the heating body 241, and a wire connected to the heating wire 243 and extending outside of the heating body 241. (244).
  • the heat generating body 241 is preferably formed of a ceramic material having good heat transfer efficiency, and is provided in a shape corresponding to the insertion groove 223 of the cover 220 is inserted projection 221 of the cover 220 As it is in close contact with the inner circumference, it is preferable to transfer the heat generated from the heat generating body 241 to the insertion protrusion 221 of the cover 220 as much as possible.
  • the heat unit 200 configured as described above, as shown in FIG. 3, seals the opening 213 of the heat pipe 210 with the cover 220, and then fills the hollow part 210a with the distillate, and the exhaust part.
  • the inside of the heat pipe 210 is made into a vacuum state through the 211, and then the exhaust part 211 is sealed with the sealing member 219.
  • the insertion groove 223 of the cover 220 is inserted into and fixed to the heat generating body 241 of the heat generating member 240.
  • a separate sealing member (not shown), for example, soldering, may be used to seal the insertion groove 223 into which the heat generating body 241 is inserted.
  • the distillate 215 is partially filled in the hollow portion 210a of the heat pipe 210, and the rest is maintained in a vacuum state.
  • the distillate 215 filled in the hollow portion 210a of the heat pipe 210 prepared as described above is absorbed by the transfer member 230 by capillary action.
  • the heat generating member 240 When the heat generating member 240 is operated in this state, the heat generating body 241 is heated by the heat generated from the heating wire 243. Then, the distillate 215 absorbed by the transfer member 230 is indirectly heated to vaporize, thereby actively convection in the hollow portion 210a, thereby heating the heat pipe 210 evenly.
  • the transfer member 230 surrounds the entire outer circumference of the insertion protrusion 221, the vaporization efficiency of the distillate 215 absorbed by the transfer member 230 may be increased, and the hollow portion of the heat pipe 210 may be improved. Since 210a is in a vacuum state, convection of distillation gas is actively performed to uniformly heat the entire heat pipe 210.
  • the present invention may change the outer circumferential shape of the heat pipe 210 in order to more efficiently and uniformly transfer the heat transferred to the heat pipe 210 to the outside.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a heat unit according to another embodiment of the present invention, in which a heat dissipation plate 217 extending to an outer circumferential area of the heat pipe 210 may protrude.
  • the heat sink 217 may be formed in a screw shape on the outer circumference of the heat pipe 210, or the heat sink may be formed in a plurality of disks or rings, although not shown in the drawing. Forming a heat sink in this way has the advantage of transferring heat to a larger area.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a heating panel according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is an exploded perspective view showing a heating panel according to another embodiment of the present invention.
  • the heating panel includes an accommodation space therein, and the accommodation space includes at least one or more panel units 100 filled with the filling members 130 and 140; Convection of distillation gas, which is built in the receiving space of the panel unit 100 and is protected from external shock by the filling members 130 and 140, and is heated by heating the distillate 215 filled in the heat pipe 210.
  • a plurality of heat units 200 are heated by development.
  • the panel unit 100 is a means for transferring the heat generated from the heat unit 200 to a large area in which the heat unit 200 is embedded.
  • a housing space 110 is formed and an upper portion of the panel unit 100 is opened.
  • the cover panel 120 seals an upper portion of the housing panel 110, and a plurality of spacers 111 provided in an accommodation space of the housing panel 110 to fix the heat pipe 210.
  • the housing panel 110 and the cover panel 120 are made of a material having a good heat transfer rate, it is preferable to transfer heat generated from the heat unit 200 evenly to a large area.
  • the housing panel 110 and the cover panel 120 may be made of aluminum.
  • the heat unit 200 uses the above-described heat unit 200, and since it has been described in detail above, overlapping description will be omitted.
  • a plurality of heat pipes 210 are disposed at equal intervals in the accommodation space of the housing panel 110, and then the heat pipes 210 are formed using the plurality of spacers 111.
  • the electric wire of the heat generating member 240 mounted on the heat pipe 210 is extended to the outside of the housing panel 110.
  • the cover panel 120 covers and seals the upper portion of the housing panel 110.
  • the filling member 130 for example, is provided in the accommodation space of the panel unit 100 through a charging hole (not shown) formed in at least one portion of the housing panel 110. Filled with liquid and then cured polyurethane.
  • the filling member 130 is filled to fill all the receiving space of the panel unit 100 to protect the heat pipe 210 from external impact and at the same time to transfer the heat generated from the heat pipe 210 evenly. Do it. If the filling member 130 is all filled in the panel unit 100 to seal the charging hole (not shown).
  • the method of filling the filler 130 into the panel unit 100 is not limited thereto, and the filler 130 is placed in the accommodation space of the housing panel 110 before the cover panel 120 is sealed to the housing panel 110. After filling first, the cover panel 120 may be sealed.
  • the experiment was conducted when the ambient temperature was 27 °C, and the maximum temperature of the heat pipe was 30.6 °C, the minimum temperature was 26 °C, and the average temperature was 28 °C at the initial operation of the heating element. In addition, as can be seen from the picture, it was confirmed that the temperature of the entire heat pipe evenly increased at the beginning of the operation of the heat generating member.
  • the maximum temperature of the heat pipe showed 85.7 ° C, the minimum temperature of 26.5 ° C, and the average temperature of 64.4 ° C. Even after the operation of the heat generating member, it was confirmed that the temperature of the entire heat pipe increased relatively evenly.
  • Such a panel unit 100 may be provided with a plurality of sides to change the side wall shape so as to easily assemble the side wall to each other.
  • At least one housing protrusion 110 protruding in a lateral direction is formed at one side of each housing panel 110, and an adjacent housing panel is formed at the other side of each housing panel 110.
  • a fastening groove 113 to which the fastening protrusion 115 formed at one side of the 110 is fastened.
  • the housing panel 110 in which the fastening protrusions 115 and the fastening grooves 113 are formed in this manner is disposed such that the fastening protrusions 115 and the fastening grooves 113 are opposed to each other so that the fastening protrusions 115 may correspond to the fastening grooves 113.
  • the housing panel 110 can be assembled by inserting the same into the housing panel 110.
  • the shape of the fastening protrusion 115 and the fastening groove 113 is approximately a triangle whose width gradually increases as the distance from the center of the housing panel 110 is prevented from being separated from each other when the fastening protrusion 115 and the fastening groove 113 are opposed to each other. It is preferable to have the shape of.
  • the shape of the fastening protrusion 115 and the fastening groove 113 is not limited thereto, and may be variously changed to a shape in which the housing panel 110 facing each other is not easily separated after being assembled.
  • fastening grooves 113 are formed at positions corresponding to each other on both sidewalls of the housing panel 110, and shapes corresponding to the pair of fastening grooves 113 facing each other. It is provided as, may be provided with a fastener 117 is inserted into the pair of fastening groove 113 is fixed separately.
  • the fastening groove 113 is disposed on both sides of the housing panel 110 so that the fastening grooves 113 are opposed to each other, and then the fastening grooves 113 are integrally inserted into the fastening grooves 113 which are opposed to each other using the fastening body 117.
  • the housing panels 110 may be assembled according to the design.
  • the power supply means 400 for applying power to the wires 244 of the heating member 240 inserted into the heat pipes 210 embedded therein, and the heat unit 200.
  • the controller 300 may further include a controller 300 for controlling the operation of the heat unit 200 by controlling the power applied to the power supply.
  • the power supply means 400 may be a battery or a plug connected to a power supply outlet provided in indoor wiring. At this time, the wires 244 provided in the plurality of heat units 200 are preferably connected in parallel to the power supply means (400).
  • the controller 300 functions by adjusting the on / off of the power applied to the heat generating member 240 and the amount of the applied power.
  • the controller 300 is preferably provided to automatically adjust the amount of power applied to control the temperature generated by the heat generating member 240.
  • the controller 300 may be provided with an operation unit for setting the power on / off signal and the control temperature.
  • the operation unit may be provided separately from the controller 300 to transmit an on / off signal of a power source and a control temperature setting value to the controller by wire or wirelessly.
  • the filling member 140 filled in the panel unit 100 may be changed.
  • the filling member 140 is composed of a support frame 141 having a shape corresponding to the receiving space of the housing panel 110.
  • a plurality of insertion grooves 141a into which the heat pipe 210 is inserted are formed on an upper surface of the support frame 141.
  • a plurality of extension panels 143 are provided on the upper surface of the support frame 141 to be in contact with the heat pipe 210 to transfer heat generated from the heat pipe 210 to a wide range. Therefore, the support frame 141 serves to efficiently transfer heat generated from the heat pipe 210 while protecting the heat pipe 210 from external impact.
  • the extension panel 143 is preferably formed of a material having good heat transfer rate, for example, aluminum material.
  • each corner portion of the housing panel 110 may optionally form a connection terminal 110a to which the electric wire 244 of the heat pipe 210 is connected. Therefore, when the electrical connection between the adjacent panel unit 100 and the controller 300 and the power supply means 400 can be easily connected to each other by using the connection terminal (110a).
  • the connection terminal 110a may be freely changed in position so as to be smoothly connected to the adjacent panel unit 100, the controller 300, and the power supply means 400.
  • the heat unit 200, the connection terminal 110a, the controller 300, and the power supply unit 400 may be electrically connected to each other in various ways such as wires, wires, solders, and the like. Accordingly, the connection terminal 110a may be selectively formed as an upper surface of the housing panel 110 or a side surface of the housing panel 110.
  • cover panel 120 that seals the upper portion of the housing panel 110 may be formed with a fastening groove extending in correspondence with the fastening groove 113 of the housing panel 110 as shown in FIG. .
  • FIG. 8 is a schematic structural view showing a heat unit according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 8
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line BB
  • FIG. 8 is a view for explaining the operation of the heating unit shown in FIG.
  • the heating unit 300 includes a first heat pipe 310, a second heat pipe 320, a heat generating member 330, and a working fluid 340.
  • the first heat pipe 310 extends in a first direction
  • the second heat pipe 320 extends in a second direction, that is, in a direction crossing the first heat pipe 310.
  • a plurality of second heat pipes 320 are disposed to be spaced apart from each other, one end of each of the second heat pipes 320 is formed to communicate with the first heat pipes 310, and The other end is formed to be interconnected.
  • the other ends of the plurality of second heat pipes 320 are configured to be connected to each other, but are not limited thereto, and the other ends may be formed to be separated from each other.
  • the heat generating member 330 is installed in the inner space of the first heat pipe 310, and the working fluid 340 is configured to exist in the first heat pipe 310 and the second heat pipe 320.
  • the heat generating member 330 is used as a heating source for heating the working fluid existing inside the first heat pipe 310 using the electric heating element.
  • the first heat pipe 310 includes a first pipe body 311 formed in an elongated cylindrical shape and a first wick 312 formed on an inner wall of the first pipe body 311, each of the second heat pipes.
  • 320 also includes a second pipe body 321 formed into an elongated cylindrical shape and a second wick 322 formed in the inner wall of the second pipe body 321.
  • the inner space of the first pipe body 311 and the second pipe body 321 is sealed in a vacuum state, and the working fluid injected therein uses a volatile liquid. Copper, stainless steel, ceramics or tungsten is used as the material of the pipe body, and methanol or acetone is used as the working fluid injected therein.
  • the heat generating member 330 is installed in the inner space of the first heat pipe 310 to be in contact with the working fluid 340, and transfers heat to the working fluid 340 which is in contact with the heat generating member 330. Due to the transferred heat, the working fluid 340 changes its phase in a gaseous state and absorbs a lot of heat, and the working fluid in the gaseous state has an internal space of the second heat pipe 320 due to a difference in pressure inside the pipe. The heat is dissipated while moving to the other end of the second heat pipe 320.
  • the working fluid is condensed and changed back into the liquid state, and the working fluid in the liquid state is moved to the first heat pipe 310 installed in the heat generating member 330 again by capillary action, and the heat is repeated by repeating this process. It is circulated.

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Abstract

본 발명은 히트 파이프의 내부에 충진되는 증류액을 가열시켜서 발생되는 증류가스의 대류현상에 의해 균일하게 가열되는 히트 유닛 및 이를 이용한 난방 패널에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 일실시예에 따른 히트 유닛은 내부에 증류액이 소정 높이까지 충진되는 중공부가 형성되고, 일측에는 배기부가 형성되며, 타측에는 개구부가 형성되는 히트 파이프와; 상기 히트 파이프의 개구부를 밀봉하고, 상기 히트 파이프의 중공부로 돌출되는 삽입돌기부가 형성되며, 상기 삽입돌기부의 내부에는 삽입홈부가 형성되는 커버와; 상기 삽입돌기부의 외주연에 구비되어 상기 증류액이 흡수되도록 일부가 상기 증류액에 잠기는 전달부재와; 상기 전달부재를 감싸서 상기 삽입돌기부에 고정시키는 메쉬망과; 상기 커버의 삽입홈부에 삽입되어 상기 삽입 돌기부 및 전달부재를 가열시켜 상기 증류액을 기화시키는 발열부재를 포함한다.

Description

히트 유닛 및 이를 이용한 난방 패널
본 발명은 히트 유닛 및 이를 이용한 난방 패널에 관한 것으로서, 히트 파이프의 내부에 충진되는 증류액을 가열시켜서 발생되는 증류가스의 대류현상에 의해 균일하게 가열되는 히트 유닛 및 이를 이용한 난방 패널에 관한 것이다.
일반적으로 전통적인 우리 가옥에서의 실내 난방은 온돌방식을 이용하고 있다. 즉, 바닥에 열을 가해 실내 공기를 데우는 것으로, 이때 바닥을 데우는 방법은 고전적으로 돌바닥을 가열하여 전도에 의해 실내 바닥 전체를 데우는 방법과, 현대적으로 온수관인 난방파이프를 바닥에 고르게 매설하여 난방파이프를 통해 흐르는 온수의 열로 바닥을 데우는 방법 등이 있다.
근래에는 후자의 난방파이프를 이용한 방법이 널리 이용되고 있는데, 이러한 방법도 그 시공이 번거롭고 콘크리트와 몰탈의 양생 기간이 장기간 소요되어 공기가 지연되는 문제점이 있어, 최근에는 조립식 난방 패널이 제안되어 사용되고 있다.
조립식 난방 패널은 온수관이 내장되는 방식과, 열선이 내장되는 방식이 있는데, 온수관이 내장되는 방식은 난방파이프 내부에 충진되는 온수의 순환이 원활하게 이루어지지 않아 효율적인 난방이 이루어지지 않고, 열선이 내장되는 방식은 열선 주변만 국부적으로 가열되는 문제점이 있었다.
따라서, 열기의 전달이 원활하게 이루어지고, 시공을 간편하게 실시할 수 있는 난방 방안이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 히트 파이프 내부에서 증류가스의 대류현상이 원활하게 이루어지도록 하여 열전달 효율을 향상시킨 히트 유닛과 이를 이용하여 조립 및 시공이 용이한 난방 패널을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 히트 유닛은 내부에 증류액이 소정 높이까지 충진되는 중공부가 형성되고, 일측에는 배기부가 형성되며, 타측에는 개구부가 형성되는 히트 파이프와; 상기 히트 파이프의 개구부를 밀봉하고, 상기 히트 파이프의 중공부로 돌출되는 삽입돌기부가 형성되며, 상기 삽입돌기부의 내부에는 삽입홈부가 형성되는 커버와; 상기 삽입돌기부의 외주연에 구비되어 상기 증류액이 흡수되도록 일부가 상기 증류액에 잠기는 전달부재와; 상기 전달부재를 감싸서 상기 삽입돌기부에 고정시키는 메쉬망과; 상기 커버의 삽입홈부에 삽입되어 상기 삽입 돌기부 및 전달부재를 가열시켜 상기 증류액을 기화시키는 발열부재를 포함한다.
상기 히트 파이프의 외주연에는 상기 히트 파이프의 외주연 면적을 연장시키는 방열판이 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 히트 파이프의 배기부는 밀봉부재에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 한다.
상기 히트 파이프에 충진되는 증류액의 높이는 상기 전달부재의 적어도 일부가 잠기는 수준보다 높게 채워지고, 상기 배기부가 형성되는 위치보다 낮은 수준으로 채워지는 것을 특징으로 한다.
상기 커버는 상기 히트 파이프의 개구부를 밀폐시키는 캡부가 형성되고, 상기 캡부의 일측으로 상기 삽입돌기부가 돌출되어 형성되며, 상기 캡부의 타측으로 상기 삽입홈부가 개구되는 것을 특징으로 한다.
상기 전달부재는 상기 증류액이 흡수되는 직물 또는 스펀지인 것을 특징으로 한다.
상기 발열부재는 상기 커버의 삽입홈부에 삽입되는 발열본체와; 상기 발열본체의 내부에 구비되는 열선과; 상기 열선에 연결되고, 상기 발열본체의 외부로 연장되는 전선을 포함한다.
상기 발열본체는 세라믹재로 형성되고, 상기 커버의 삽입홈부와 대응되는 형상으로 구비되어 상기 커버의 삽입돌기 내주연에 밀착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 난방 패널은 내부에 수용공간이 마련되고, 상기 수용공간에는 충진부재가 충진되는 적어도 하나 이상의 패널 유닛과; 상기 패널 유닛의 수용공간에 내장되어 상기 충진부재에 의해 외부충격으로부터 보호되며, 히트 파이프의 내부에 충진된 증류액을 가열시켜서 발생되는 증류가스의 대류현상에 의해 가열되는 다수의 히트 유닛을 포함한다.
상기 패널 유닛은 상기 수용공간이 형성되고, 상부가 개구되는 하우징 패널과; 상기 하우징 패널의 상부를 밀봉하는 커버 패널과; 상기 하우징 패널의 수용공간에 마련되어 상기 히트 파이프를 고정시키는 다수개의 스페이서를 포함하고, 상기 충진부재는 폴리 우레탄인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패널 유닛은 상기 수용공간이 형성되고, 상부가 개구되는 하우징 패널과; 상기 하우징 패널의 상부를 밀봉하는 커버 패널을 포함하고, 상기 충진부재는 상기 하우징 패널의 수용공간에 대응되는 형상을 갖는 지지 프레임으로 이루어지며, 상기 지지 프레임에는 상기 히트 파이프가 삽입되는 삽입홈이 형성되고, 상기 히트 파이프와 접촉되어 히트 파이프에서 발생되는 열이 전달되는 연장 패널이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 패널 유닛은 다수 개가 구비되어 상호 간의 측벽이 맞대어져 배치되고, 적어도 상기 각각의 하우징 패널 일측에는 측방향으로 돌출되는 체결돌기부가 형성되며, 상기 각각의 하우징 패널 타측에는 인접되는 하우징 패널의 일측에 형성된 체결돌기부가 체결되는 체결홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 패널 유닛은 다수 개가 구비되어 상호 간의 측벽이 맞대어져 배치되고, 적어도 상기 각각의 하우징 패널 양 측벽에는 서로 대응되는 위치에 체결홈부가 형성되며, 상기 서로 맞대어지는 한 쌍의 체결홈부와 대응되는 형상으로 구비되어, 한 쌍의 체결홈부에 삽입되어 고정되는 체결체를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 히트 파이프에 소정 높이까지 증류액을 채우고, 전달부재를 간접 가열할 수 있도록 발열수단을 마련하며, 전달부재는 증류액에 일부가 잠기도록 구비함에 따라 증류액이 모세관 현상에 의해 전달부재에 흡수되어 발열수단에 의해 기화되는 증류액의 양을 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 히트 파이프 내부에 증류액을 소정 높이까지만 채워서 기화된 증류가스가 대류되는 공간을 확보함에 따라 증류가스의 대류에 의해 히트 파이프를 신속하면서도 균일하게 발열시키는 수 있는 효과가 있다.
그리고, 발열이 균일하게 이루어지는 히트 파이프를 내장하여 열전달 효율 및 열분포도가 균일한 난방 패널을 구성할 수 있고, 이에 따라 바닥 난방 공사시 시공기간을 단축하면서도 바닥 공사의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 히트 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트 유닛을 보여주는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 히트 유닛을 보여주는 단면도이다
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 난방 패널을 보여주는 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 난방 패널을 보여주는 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 난방 패널을 보여주는 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트 유닛을 나타낸 개략 구성도이다.
도 9는 도 8의 A-A선에 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 B-B선 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 도 8에 도시된 히팅 유닛의 동작을 설명하기 위한 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 히트 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트 유닛을 보여주는 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 히트 유닛을 보여주는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 히트 유닛(200)은 크게 히트 파이프(210), 커버(220), 전달부재(230), 메쉬망(250) 및 발열부재(240)를 포함한다.
히트 파이프(210)는 내부에 증류액(215)이 소정 높이까지 충진되어 상기 증류액(215)이 가열됨에 따라 발열되는 것으로서, 내부에는 증류액(215)이 충진되는 중공부(210a)가 형성되고, 일측에는 배기부(211)가 형성되며, 타측에는 개구부(213)가 형성되는 파이프 형상으로 이루어진다.
상기 히트 파이프(210)의 몸체는 일정한 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하고, 일측 단부는 배기부(211)의 형성을 위하여 점진적으로 직경이 작아져서 그 단부에 히트 파이프(210) 몸체의 직경보다 상당히 작은 정도의 배기부(211)가 형성되는 것이 바람직하다. 물론 일측 단부의 형상은 이에 한정되지 않고, 히트 파이프(210) 몸체의 직경보다 상당히 작아서 히트 파이프(210) 내부 충진되는 증류액(215)이 배출되지 않으면서 내부 공기를 배기시킬 수 있도록 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 타측 단부는 히트 파이프(210) 몸체의 직경과 일정한 직경을 갖는 개구부(213)가 형성되는 것이 바람직하다. 그래서 히트 파이프(210)에 충진되는 증류액(215)을 기화시키는 발열부재(240)가 삽입되는 동시에 개구부(213)를 밀폐시키는 커버(220)가 설치될 수 있는 공간을 확보한다.
상기 히트 파이프(210)의 중공부(210a)에 충진되는 증류액(215)은 기화가 잘 이루어지도록 끊는점이 비교적 낮은 액체가 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들어 에탄올, 아세톤 또는 증류수 등이 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
그리고, 히트 파이프(210)에 충진되는 증류액(215)의 높이는 상기 전달부재(230)의 적어도 일부가 잠기는 수준보다 높게 채워지고, 상기 배기부(211)가 형성되는 위치보다 낮은 수준으로 채운다. 바람직하게는 히트 파이프(210)의 중공부(210a) 높이의 약 10% 수준까지 증류액(215)을 채워서 히트 파이프(210) 내부에 기화된 증류가스가 대류되는 공간을 확보하고, 히트 파이프(210) 내부의 공기를 상기 배기부(211)를 통하여 배기시킬 때 증류액(215)이 함께 배출되는 것을 방지한다.
상기 히트 파이프(210)는 타측의 개구부(213)를 커버(220)로 밀폐하고 중공부(210a)에 증류액을 원하는 만큼 충진한 다음 배기부(211)를 통하여 중공부(210a)의 공기를 배기시켜 중공부(210a)가 진공상태로 된다. 그 후 밀봉부재(219), 예를 들어 납땜과 같은 부재로 배기부(211)를 밀봉시킨다. 이렇게 중공부(210a)를 진공상태로 만들어서 증류가스의 대류현상이 더욱 활발하게 이루어지도록 한다.
상기 커버(220)는 상기 히트 파이프(210)의 타측 개구부(213)를 밀봉하고, 발열부재(240)가 장착되는 수단으로서, 상기 히트 파이프(210)의 개구부(213)를 밀폐시키는 캡부(225)가 형성되고, 상기 캡부(225)의 일측으로 상기 삽입돌기부(221)가 상기 히트 파이프(210)의 중공부(210a)로 돌출되어 형성되며, 상기 삽입돌기부(221)의 내부에는 삽입홈부(223)가 형성된다. 이때 상기 삽입홈부(223)는 상기 캡부(225)의 타측으로 개구된다.
상기 삽입돌기부(221)의 형상은 일정한 외경을 갖는 원통형으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 삽입돌기부(221)는 상기 히트 파이프(210)의 내주연과 이격되도록 형성되어 상기 전달부재(230)가 배치될 수 있는 공간을 확보한다. 그리고, 상기 삽입홈부(223)의 형상도 상기 삽입돌기부(221)의 형상과 대응하여 원통형으로 이루어져서 상기 삽입돌기부(221)의 두께가 일정하게 형성되는 것이 바람직하다. 물론 상기 삽입돌기부(221) 및 삽입홈부(223)의 형상은 제시된 실시예에 한정되지 않고 전달부재(230)가 외주연에 구비되고, 내부에는 발열부재(240)가 삽입될 수 있다면 어떠한 형상으로 구비되어도 무방하다. 상기 커버(220)를 상기 히트 파이프(210)의 개구부(213)에 장착시킨 다음에 별도의 밀봉부재(미도시), 예를 들어 납땜이나 용접과 같은 수단으로 개구부(213)와의 경계면을 밀봉하는 것이 바람직하다.
상기 전달부재(230)는 상기 삽입돌기부(221)의 외주연에 구비되어 일부가 상기 증류액(215)에 잠겨서 상기 증류액(215)이 모세관 현상에 의해 전달부재(230)로 흡수되도록 하는 수단으로서, 예를 들어 직물 또는 스펀지 등이 사용될 수 있다. 물론 상기 전달부재(230)는 증류액(215)을 흡수할 수 있는 다른 부재로 변경되어 사용될 수 있다. 이렇게 전달부재(230)를 삽입돌기부(221)의 외주연에 구비함에 따라 커버(220)에 장착되는 발열부재(240)가 가열될 때 히트 파이프(210) 내부에 충진되는 증류액(215)의 기화효율을 향상시킬 수 있다. 만약 전달부재(230)가 없다면 삽입돌기부(221)와 증류액(215)의 접촉면적이 작아서 증류액(215)의 기화효율이 낮은 문제점이 발생될 수 있지만, 전달부재(230)를 구비함에 따라 삽입돌기부(221)의 외주연 전체가 증류액(215)과 접촉되어 그 접촉면적이 증가 됨에 의해 증류액(215)이 기화되는 효율을 향상시킬 수 있는 것이다. 또한, 전달부재(230)를 구비하여 증류액(215)의 기화효율을 향상시킴에 따라 증류액(215)을 히트 파이프(210)의 중공부(210a) 전체에 충진하지 않고, 약 10% 수준의 높이로 충진시킬 수 있으며, 이에 따라 기화된 증류가스가 대류되는 공간이 확보되어 히트 파이프(210)를 균일하게 발열시킬 수 있다. 그 결과, 히트 유닛을 세우지 않고 길이 방향으로 눕혀서 사용하더라도 열전달 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 메쉬망(250)은 상기 전달부재(230)를 감싸서 상기 전달부재(230)를 상기 삽입돌기부(221)에 고정시키는 수단으로서, 상기 메쉬망(250)은 증류액(215)이 통과될 수 있는 부재라면 어떠한 부재가 사용되어도 무방하며, 열전달율이 높으면서 증류액(215)에 부식되지 않는 부재가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 발열부재(240)는 상기 커버(220)의 삽입홈부(223)에 삽입되어 상기 삽입돌기부(221)를 가열시켜서 증류액(215)을 기화시키는 수단으로서, 상기 커버(220)의 삽입홈부(223)에 삽입되는 발열본체(241)와, 상기 발열본체(241)의 내부에 구비되는 열선(243)과, 상기 열선(243)에 연결되고, 상기 발열본체(241)의 외부로 연장되는 전선(244)을 포함한다.
이때 상기 발열본체(241)는 열전달 효율이 좋은 세라믹재로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 커버(220)의 삽입홈부(223)와 대응되는 형상으로 구비되어 상기 커버(220)의 삽입돌기부(221) 내주연에 밀착됨에 따라 발열본체(241)에서 발생된 열을 커버(220)의 삽입돌기부(221)에 최대한 전달하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 히트 유닛(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 히트 파이프(210)의 개구부(213)를 커버(220)로 밀폐한 다음 중공부(210a)에 증류액을 채우고, 배기부(211)를 통하여 히트 파이프(210) 내부를 진공상태로 만든 다음 배기부(211)를 밀봉부재(219)로 밀봉하여 이루어진다. 그리고, 상기 커버(220)의 삽입홈부(223)에는 발열부재(240)의 발열본체(241)를 삽입하여 고정시킨다. 이때 상기 발열본체(241)가 삽입된 삽입홈부(223)를 밀봉하기 위하여 별도의 밀봉부재(미도시), 예를 들어 납땜을 사용할 수 있다. 그러면 히트 파이프(210)의 중공부(210a)에 증류액(215)이 일정 부분 채워지고, 나머지가 진공상태로 유지된 상태가 된다.
이렇게 준비된 히트 파이프(210)의 중공부(210a)에 충진된 증류액(215)은 모세관 현상에 의해 전달부재(230)에 흡수된다. 이 상태에서 발열부재(240)를 작동시키면 열선(243)에서 발생되는 열에 의해 발열본체(241)가 가열된다. 그러면 전달부재(230)에 흡수된 증류액(215)이 간접 가열되어 기화되고 이에 따라 중공부(210a)에서 활발하게 대류되면서 히트 파이프(210)를 고르게 가열시킨다. 이때 전달부재(230)가 삽입돌기부(221)의 외주연 전체를 둘러싸기 때문에 전달부재(230)에 흡수된 증류액(215)의 기화효율을 높일 수 있고, 히트 파이프(210)의 중공부(210a)가 진공상태이기 때문에 증류가스의 대류가 활발하게 이루어져서 히트 파이프(210) 전체를 균일하게 가열시키게 된다.
그리고, 본 발명은 히트 파이프(210)에 전달된 열을 외부로 보다 효율적이고, 균일하게 전달하기 위하여 히트 파이프(210)의 외주연 형상을 변경할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 유닛을 보여주는 사시도로서, 히트 파이프(210)의 외주연에 상기 히트 파이프(210)의 외주연 면적을 연장시키는 방열판(217)이 돌출시킬 수 있다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 방열판(217)을 히트 파이프(210)의 외주연에 스크류 형상으로 형성하거나, 도면에 도시하지는 않았지만 다수의 원판 또는 링 형상으로 방열판을 형성할 수 있다. 이와 같이 방열판을 형성하면 보다 넓은 면적에 열을 전달할 수 있는 이점이 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 히트 유닛을 사용하는 난방 패널에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 난방 패널을 보여주는 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 난방 패널을 보여주는 분해사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 난방 패널은 내부에 수용공간이 마련되고, 상기 수용공간에는 충진부재(130,140)가 충진되는 적어도 하나 이상의 패널 유닛(100)과; 상기 패널 유닛(100)의 수용공간에 내장되어 상기 충진부재(130,140)에 의해 외부충격으로부터 보호되며, 히트 파이프(210)의 내부에 충진된 증류액(215)을 가열시켜서 발생되는 증류가스의 대류현상에 의해 가열되는 다수의 히트 유닛(200)을 포함한다.
패널 유닛(100)은 상기 히트 유닛(200)이 내장되어 히트 유닛(200)에서 발생되는 열을 넓은 면적으로 전달하는 수단으로서, 수용공간이 형성되고, 상부가 개구되는 하우징 패널(110)과, 상기 하우징 패널(110)의 상부를 밀봉하는 커버 패널(120)과, 상기 하우징 패널(110)의 수용공간에 마련되어 상기 히트 파이프(210)를 고정시키는 다수개의 스페이서(111)를 포함한다.
상기 하우징 패널(110)과 커버 패널(120)은 열전달율이 좋은 재료로 이루어져서 히트 유닛(200)에서 발생되는 열을 넓은 면적으로 고르게 전달시키는 것이 바람직한데, 예를 들어 알루미늄으로 제작될 수 있다.
그리고, 상기 히트 유닛(200)은 전술된 히트 유닛(200)을 사용하는 것으로서, 앞에서 상세하게 설명하였기에 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 패널 유닛(100)의 제작은 상기 하우징 패널(110)의 수용공간에 다수개의 히트 파이프(210)를 등간격으로 배치한 다음, 상기 다수개의 스페이서(111)를 이용하여 히트 파이프(210)를 하우징 패널(110)에 고정시킨 후, 히트 파이프(210)에 장착된 발열부재(240)의 전선을 하우징 패널(110)의 외부로 연장시킨다. 그리고, 상기 커버 패널(120)로 하우징 패널(110)의 상부를 덮어 밀봉시킨다. 이렇게 패널 유닛(100)의 내부가 밀봉되었다면 상기 하우징 패널(110)의 적어도 어느 한 부분에 형성된 장입공(미도시)을 통하여 패널 유닛(100)의 수용공간에 충진부재(130), 예를 들어 액상으로 충진된 다음 경화되는 폴리 우레탄을 충진시킨다. 이때 충진부재(130)는 상기 패널 유닛(100)의 수용공간을 모두 채울 수 있을 정도로 충진하여 외부 충격으로부터 히트 파이프(210)를 보호하는 동시에 히트 파이프(210)에서 발생되는 열을 고르게 전달하는 역할을 한다. 이렇게 충진부재(130)가 패널 유닛(100)에 모두 채워졌다면 장입공(미도시)을 밀봉시킨다. 물론 충진물(130)을 패널 유닛(100)에 충진시키는 방법은 이에 한정되지 않고, 하우징 패널(110)에 커버 패널(120)을 밀봉시키기 전에 하우징 패널(110)의 수용공간에 충진물(130)을 먼저 충진시킨 다음 커버 패널(120)을 밀봉시킬 수 있다.
이렇게 구비되는 난방 패널의 열전달 효율성을 알아보기 위하여 히트 유닛의 작동시 난방 패널의 온도분포도를 알아보는 실험을 하였다.
주변의 온도가 27℃일 때 실험을 실시하였으며, 발열부재의 작동 초기에 히트 파이프의 최고온도가 30.6℃를 보였고, 최소온도는 26℃를 보였으며, 평균온도는 28℃를 보였다. 또한, 사진에서 알 수 있듯이 발열부재의 작동 초기에 히트 파이프의 전체의 온도가 고르게 상승하는 것을 확인할 수 있었다.
그리고, 발열부재의 작동 후기에 히트 파이프의 최고온도가 85.7℃를 보였고, 최소온도는 26.5℃를 보였으며, 평균온도는 64.4℃를 보였다. 발열부재의 작동 후기에도 히트 파이프의 전체의 온도가 비교적 고르게 상승하는 것을 확인할 수 있었다.
이러한, 패널 유닛(100)은 다수 개를 구비하여 상호 간의 측벽을 맞대어서 조립이 용이하도록 그 측벽형상을 변경시킬 수 있다.
예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 적어도 상기 각각의 하우징 패널(110) 일측에는 측방향으로 돌출되는 체결돌기부(115)가 형성되며, 상기 각각의 하우징 패널(110) 타측에는 인접되는 하우징 패널(110)의 일측에 형성된 체결돌기부(115)가 체결되는 체결홈부(113)가 형성된다. 이렇게 체결돌기부(115) 및 체결홈부(113)가 각각 형성된 하우징 패널(110)은 서로 체결돌기부(115) 및 체결홈부(113)가 맞대어 지도록 배치하여 체결돌기부(115)를 대응되는 체결홈부(113)에 삽입시켜 고정시킴에 따라 하우징 패널(110)들을 조립시킬 수 있다.
상기 체결돌기부(115) 및 체결홈부(113)의 형상은 서로 하우징 패널(110)에 맞대어 졌을 때 서로 분리되는 것을 방지하기 위하여 하우징 패널(110) 중심에서 멀어질수록 그 폭이 점점 증가되는 대략 삼각형의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 물론 체결돌기부(115) 및 체결홈부(113)의 형상은 이에 한정되지 않고 서로 맞대어지는 하우징 패널(110)이 조립된 다음 쉽게 분리되지 않는 형상으로 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 각각의 하우징 패널(110) 양 측벽에는 서로 대응되는 위치에 체결홈부(113)가 형성되고, 상기 서로 맞대어지는 한 쌍의 체결홈부(113)와 대응되는 형상으로 구비되어, 한 쌍의 체결홈부(113)에 삽입고정되는 체결체(117)를 별도로 구비할 수 있다. 이렇게 체결홈부(113)가 양측에 형성된 하우징 패널(110)을 서로 체결홈부(113)가 맞대어 지도록 배치한 다음 체결체(117)를 이용하여 서로 맞대어진 체결홈부(113)에 일체로 삽입시켜 고정시킴에 따라 하우징 패널(110)들을 조립시킬 수 있다.
이렇게 다수개의 하우징 패널이 맞대어져 조립되었다면 각각에 내장된 히트 파이프(210)에 삽입된 발열부재(240)의 전선(244)에 전원을 인가하는 전원공급수단(400)과, 상기 히트 유닛(200)에 인가되는 전원을 제어하여 상기 히트 유닛(200)의 작동을 제어하는 제어기(300)를 더 구비할 수 있다.
상기 전원공급수단(400)은 배터리이거나 옥내 배선에 구비되는 전원인가용 콘센트에 연결되는 플러그일 수 있다. 이때 다수의 히트 유닛(200)에 구비되는 전선(244)은 상기 전원공급수단(400)에 병렬로 연결되는 것이 바람직하다.
상기 제어기(300)는 상기 발열부재(240)에 인가되는 전원의 온/오프 및 인가되는 전원의 양을 조절하여 기능을 한다. 이때 상기 제어기(300)는 상기 발열부재(240)에서 발열되는 온도를 제어하기 위하여 전원이 인가되는 양을 자동으로 조절할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제어기(300)에는 전원의 온/오프 신호 및 제어온도를 설정하기 위한 조작부가 구비될 수 있다. 상기 조작부는 상기 제어기(300)와 별도로 구비되어 유선 또는 무선에 의해 상기 제어기로 전원의 온/오프 신호 및 제어온도 설정 값을 송신할 수 있다.
한편, 패널 유닛(100)에 히트 파이프(210)를 고정시키면서 열전도율을 향상시키기 위하여 패널 유닛(100)에 충진되는 충진부재(140)를 변경시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 난방 패널을 보여주는 분해사시도로서, 충진부재(140)는 하우징 패널(110)의 수용공간에 대응되는 형상을 갖는 지지 프레임(141)으로 이루어진다. 이때 상기 지지 프레임(141)의 상면에는 상기 히트 파이프(210)가 삽입되는 삽입홈(141a)이 다수개 형성된다. 그리고, 상기 지지 프레임(141)의 상면에는 상기 히트 파이프(210)와 접촉되어 히트 파이프(210)에서 발생되는 열을 광범위하게 전달시키는 연장 패널(143)이 다수개 구비된다. 그래서 상기 지지 프레임(141)은 히트 파이프(210)를 외부 충격으로부터 보호하면서도 히트 파이프(210)에서 발생되는 열을 효율적으로 전달시키는 역할을 한다.
상기 연장 패널(143)은 열전달율이 좋은 재료, 예를 들어 알루미늄 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
이때 상기 하우징 패널(110)의 각 모서리 부분에는 선택적으로 상기 히트 파이프(210)의 전선(244)이 연결되는 연결 단자(110a)를 형성할 수 있다. 그래서 인접되는 패널 유닛(100) 사이 및 제어기(300)와 전원공급수단(400)과의 전기적인 접속시 상기 연결 단자(110a)를 이용하여 손쉽게 상호 간을 접속시킬 수 있다. 상기 연결 단자(110a)는 인접되는 패널 유닛(100), 제어기(300) 및 전원공급수단(400)과 원활하게 연결되기 위하여 그 형성위치가 자유롭게 변경될 수 있다. 그래서 상기 히트 유닛(200)), 연결 단자(110a), 제어기(300) 및 전원공급수단(400)은 상호 간에 전선, 와이어, 납땜 등과 같은 다양한 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결 단자(110a)는 하우징 패널(110)의 상부면 또는 하우징 패널(110)의 측부면으로 선택적으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징 패널(110)의 상부를 밀폐시키는 커버 패널(120)에는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 하우징 패널(110)의 체결홈부(113)과 대응되어 연장되는 체결홈부가 형성될 수 있다.
도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트 유닛을 나타낸 개략 구성도이며, 도 9는 도 8의 A-A선에 따라 절단한 단면도이며, 도 10은 B-B선 따라 절단한 단면도이며, 도 11은 도 8에 도시된 히팅 유닛의 동작을 설명하기 위한 도이다.
히팅 유닛(300)은 제1 히트파이프(310), 제2 히트파이프(320), 발열 부재(330) 및 작동 유체(340)를 포함한다.
제1 히트파이프(310)는 제1 방향으로 연장되어 형성되며, 제2 히트파이프(320)는 제2 방향 즉, 제1 히트파이프(310)와 교차하는 방향으로 연장되어 형성된다. 그리고 제2 히트파이프(320)는 다수개가 상호 이격되게 배치되며, 각 제2 히트파이프(320)의 일 단은 제1 히트파이프(310)와 연통되게 형성되고, 각제2 히트파이프(320)의 타 단은 상호 연결되게 형성된다. 본 실시예의 경우 다수의 제2 히트파이트(320)의 타 단은 상호 연결되게 구성하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 타 단은 각각 분리되게 형성될 수도 있다.
발열 부재(330)는 제1 히트파이프(310)의 내부 공간에 설치되며, 작동 유체(340)는 제1 히트파이프(310)와 제2 히트파이프(320) 내에 존재하도록 구성된다. 발열 부재(330)는 전기 발열체를 이용하여 제1 히트파이프(310) 내부에 존재하는 작동 유체를 가열하기 위한 가열원으로 이용된다.
제1 히트파이프(310)는 길게 연장된 원통형으로 형성된 제1 파이프 본체(311)와 제1 파이프 본체(311)의 내부 벽에 형성된 제1 윅(312)을 포함하며, 각각의 제2 히트파이프(320) 역시 길게 연장된 원통형으로 형성된 제2 파이프 본체(321)와 제2 파이프 본체(321)의 내부 벽에 형성된 제2 윅(322)을 포함한다. 제1 파이프 본체(311) 및 제2 파이프 본체(321)의 내부 공간은 진공상태로 밀봉되며, 그 내부에 주입된 작동유체는 휘발성 액체를 사용한다. 파이프 본체의 재료로는 구리, 스테인리스강, 세라믹스 또는 텅스텐 등을 사용하며, 내부에 주입된 작동유체로는 메탄올이나 아세톤 등을 사용한다.
발열 부재(330)는 작동유체(340)와 접하도록 제1 히트파이프(310)의 내부 공간에 설치되며, 발열 부재(330)에 접해 있는 작동유체(340)에 열을 전달한다. 전달된 열로 인하여 작동유체(340)는 기체상태로 상의 변화를 일으키며 많은 열을 흡수하게 되고, 기체상태로 된 작동유체는 파이프의 내부의 압력의 차이에 의해 제2 히트파이프(320)의 내부 공간을 이동하여 제2 히트파이프(320)의 타 단으로 이동하면서 열을 발산하게 된다. 그리고 나서, 작동유체는 응축되어 다시 액체상태로 변화하고, 액체상태의 작동유체는 모세관현상에 의해 다시 발열 부재(330)에 설치된 제1 히트파이프(310) 측으로 이동되고, 이러한 과정을 반복함으로써 열이 순환된다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

Claims (14)

  1. 내부에 증류액이 소정 높이까지 충진되는 중공부가 형성되고, 일측에는 배기부가 형성되며, 타측에는 개구부가 형성되는 히트 파이프와;
    상기 히트 파이프의 개구부를 밀봉하고, 상기 히트 파이프의 중공부로 돌출되는 삽입돌기부가 형성되며, 상기 삽입돌기부의 내부에는 삽입홈부가 형성되는 커버와;
    상기 삽입돌기부의 외주연에 구비되어 상기 증류액이 흡수되도록 일부가 상기 증류액에 잠기는 전달부재와;
    상기 전달부재를 감싸서 상기 삽입돌기부에 고정시키는 메쉬망과;
    상기 커버의 삽입홈부에 삽입되어 상기 삽입 돌기부 및 전달부재를 가열시켜 상기 증류액을 기화시키는 발열부재를 포함하는 히트 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트 파이프의 외주연에는 상기 히트 파이프의 외주연 면적을 연장시키는 방열판이 돌출되어 형성되는 히트 유닛.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트 파이프의 배기부는 밀봉부재에 의해 밀봉되는 히트 유닛.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트 파이프에 충진되는 증류액의 높이는 상기 전달부재의 적어도 일부가 잠기는 수준보다 높게 채워지고, 상기 배기부가 형성되는 위치보다 낮은 수준으로 채워지는 히트 유닛.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버는 상기 히트 파이프의 개구부를 밀폐시키는 캡부가 형성되고,
    상기 캡부의 일측으로 상기 삽입돌기부가 돌출되어 형성되며,
    상기 캡부의 타측으로 상기 삽입홈부가 개구되는 히트 유닛.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전달부재는 상기 증류액이 흡수되는 직물 또는 스펀지인 히트 유닛.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 발열부재는
    상기 커버의 삽입홈부에 삽입되는 발열본체와;
    상기 발열본체의 내부에 구비되는 열선과;
    상기 열선에 연결되고, 상기 발열본체의 외부로 연장되는 전선을 포함하는 히트 유닛.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 발열본체는 세라믹재로 형성되고, 상기 커버의 삽입홈부와 대응되는 형상으로 구비되어 상기 커버의 삽입돌기 내주연에 밀착되는 히트 유닛.
  9. 내부에 수용공간이 마련되고, 상기 수용공간에는 충진부재가 충진되는 적어도 하나 이상의 패널 유닛과;
    상기 패널 유닛의 수용공간에 내장되어 상기 충진부재에 의해 외부충격으로부터 보호되며, 히트 파이프의 내부에 충진된 증류액을 가열시켜서 발생되는 증류가스의 대류현상에 의해 가열되는 다수의 히트 유닛을 포함하는 난방 패널.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 패널 유닛은
    상기 수용공간이 형성되고, 상부가 개구되는 하우징 패널과;
    상기 하우징 패널의 상부를 밀봉하는 커버 패널과;
    상기 하우징 패널의 수용공간에 마련되어 상기 히트 파이프를 고정시키는 다수개의 스페이서를 포함하고,
    상기 충진부재는 폴리 우레탄인 것을 특징으로 하는 난방 패널.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 패널 유닛은
    상기 수용공간이 형성되고, 상부가 개구되는 하우징 패널과;
    상기 하우징 패널의 상부를 밀봉하는 커버 패널을 포함하고,
    상기 충진부재는 상기 하우징 패널의 수용공간에 대응되는 형상을 갖는 지지 프레임으로 이루어지며,
    상기 지지 프레임에는 상기 히트 파이프가 삽입되는 삽입홈이 형성되고, 상기 히트 파이프와 접촉되어 히트 파이프에서 발생되는 열이 전달되는 연장 패널이 구비되는 것을 특징으로 하는 난방 패널.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 패널 유닛은 다수 개가 구비되어 상호 간의 측벽이 맞대어져 배치되고,
    적어도 상기 각각의 하우징 패널 일측에는 측방향으로 돌출되는 체결돌기부가 형성되며,
    상기 각각의 하우징 패널 타측에는 인접되는 하우징 패널의 일측에 형성된 체결돌기부가 체결되는 체결홈부가 형성되는 난방 패널.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 패널 유닛은 다수 개가 구비되어 상호 간의 측벽이 맞대어져 배치되고,
    적어도 상기 각각의 하우징 패널 양 측벽에는 서로 대응되는 위치에 체결홈부가 형성되며,
    상기 서로 맞대어지는 한 쌍의 체결홈부와 대응되는 형상으로 구비되어, 한 쌍의 체결홈부에 삽입되어 고정되는 체결체를 포함하는 난방 패널.
  14. 히트 파이프를 이용하여 열을 발생시키는 히팅 유닛;
    패널 바디와, 상기 패널 바디에 형성되어 상기 히팅 유닛이 안착될 공간을 제공하는 안착홈을 포함하는 패널 유닛;
    상기 패널 유닛의 상부면에 형성되며, 열전도성 재료로 구성되는 커버; 및
    상기 히팅 유닛이 설치된 안착홈의 빈 공간에 충진되는 충진재를 포함하며, 상기 히팅 유닛은,
    제1 방향으로 연장되어 형성된 제1 히트파이프;
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되어 형성되며, 일 단은 상기 제1 히트파이프와 연통되게 형성된 다수개의 제2 히트파이프;
    상기 제1 히트파이트의 내부 공간에 설치되는 발열 부재; 및
    상기 제1 히트파이프와 상기 제2 히트파이프의 내부에 주입되는 작동유체를 포함하는 난방 패널.
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