히트파이프 일체형 패널의 제작방법

히트파이프 일체형 패널의 제작방법{Manufacturing method of panel with heat pipe}

본 발명은 히트파이프 일체형 패널의 제작방법으로서, 특히 열전달 효율이 높으면서 두께 및 중량을 감소시킬 수 있는 히트파이프 일체형 패널의 제작방법에 관한 것이다.

기존의 황토 침대는 바닥에 별도로 가열장치(전기선, 전기필름 등)를 설치하거나 가열장치가 설치된 보료를 얹고 황토 패널을 얹는 방식을 사용하고 있다.

그러나 종래의 황토 침대는 가열장치의 설치와 황토 패널의 설치가 별도로 이루어지기 때문에 제작 시간이 많이 소요되고 운송비용 등의 추가로 인해 제품의 원가가 높아지는 문제점이 있었다.

한편, 등록실용신안공보 제20-0402458호에는 온수를 이용한 히트파이프 발열체가 내장된 흙 보료가 개시되어 있다.

도 1은 종래의 흙 보료의 분리사시도이고, 도 2는 종래의 흙 보료의 측단면도이며, 도 3은 종래의 흙 보료의 발열체의 횡단면도이다.

종래의 흙 보료는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 바닥판(1)의 상측으로 목재의 프레임(2)이 형성되고, 상기 바닥판(1)의 상부에 알루미늄재 단열시트(3)가 형성되며, 상기 단열시트(3)의 상측에는 발열체(10)가 부착되어 있다.

그리고 상기 발열체(10)는, 단방향으로 일정 간격을 갖는 복수개의 가로파이프(11)(11')와 상기 가로파이프(11)(11')의 각 단부를 서로 연통하여 연결하는 세로파이프(12)(12')를 각각 형성하여 상기 가로파이프(11)(11')와 세로파이프(12)(12')의 내부에 작동유체(13)를 충전하고, 별도의 보일러(20)와 연결되는 온수관(21)은 양측의 세로파이프(12)(12')를 경유하여 관통하며, 상기 온수관(21)의 양단부는 일측으로 노출된다.

그러나 종래의 흙 보료는 다수의 가로파이프(11)(11')를 용접 등의 방법으로 세로파이프(12)(12')의 측면에 부착하여 연결하기 때문에, 상대적으로 지름이 큰 대구경 세로파이프(12)(12')를 이용하여야 하고 발열체(10)의 설치가 어렵다.

그리고 세로파이프(12)(12')에만 온수관(21)이 설치되기 때문에 열전달 효율이 떨어지고 보료의 전체 면적으로 고르게 열을 분산시키기 어렵다.

또한, 종래의 흙 보료는 바닥판(1), 프레임(2), 단열시트(3), 황토충전물(4), 마감판(5), 마감지(6) 및 가로파이프(11)(11')와 세로파이프(12)(12')를 포함하는 발열체(10)로 이루어져 전체 두께가 두껍고 무겁다.

이에 따라 종래의 흙 보료는 이동 및 설치가 매우 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열전달 효율이 높으면서 두께 및 중량을 감소시켜 설치가 용이하고 제작비용을 줄여 제품의 원가를 낮출 수 있는 히트파이프 일체형 패널의 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따라 제작되는 히트파이프 일체형 패널은, 온수가 유입되는 온수유입구와 상기 온수가 배출되는 온수배출구가 형성되어 있는 바닥판; 상기 바닥판 상면에 설치되는 중공 형상의 히트파이프; 상기 히트파이프의 내부에 설치되고, 일단이 상기 온수유입구에 연결되며, 타단이 상기 온수배출구에 연결되는 온수관; 및 상기 바닥판 상부에 설치되어 상기 히트파이프를 덮는 성형판을 포함하여 이루어지고, 상기 히트파이프의 단면 형상은 수평축 방향의 길이가 수직축 방향의 길이보다 길다.

그리고 상기 히트파이프는 다수개로 이루어져 상호 이격 배치되고, 각각의 상기 히트파이프는 연결호스에 의해 상호 연결된다.

그리고 상기 바닥판의 상부에는 상기 히트파이프 및 성형판이 삽입 배치되는 성형홈이 형성된다.

그리고 상기 성형판은 반고체 상태로 상기 성형홈에 충전되어 경화된다.

또한, 상기 성형판은 황토를 평판 형상으로 성형하고, 경화되기 전에 상기 성형홈에 삽입한 후 가압하여, 하면에 상기 히트파이프가 삽입 배치되는 배관홈이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 히트파이프 일체형 패널의 제작방법은, 히트파이프의 단면 형상이 상하 길이가 짧고 폭이 넓은 납작한 형상으로 형성됨으로써, 일반적인 원형 파이프를 설치하는 것과 비교하여 바닥판의 상부에 설치되어 히트파이프를 덮는 성형판의 두께 및 중량을 줄일 수 있고 열전달 효율을 높일 수 있으며 성형판의 전체 면적에 고르게 열을 분산시킬 수 있다.

이에 따라 본 발명의 히트파이프 일체형 패널은 전체 두께를 얇게 제작할 수 있으며, 이동 및 설치가 용이하고, 제작비용을 줄여 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 흙 보료의 분리사시도.
도 2는 종래의 흙 보료의 측단면도.
도 3은 종래의 흙 보료의 발열체 전체 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 일체형 패널의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 일체형 패널의 분해사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프의 종단면도.
도 7은 도 4의 AA선을 취하여 본 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 성형판의 저면사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프 일체형 패널의 사시도이고, 바닥판과 성형판 사이에 설치되어 외부로 나타나지 않는 히트파이프를 점선으로 표시하였다.

도 5는 히트파이프가 설치되어 있는 바닥판으로부터 성형판을 분리하여 나타낸 분해사시도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 히트파이프의 단면 형상을 보여주기 위한 히트파이프의 종단면도이고, 도 7은 도 4의 AA선을 취하여 본 단면 일부를 도시한 단면도이며, 도 8은 성형판의 저면에 형성된 배관홈을 보여주기 위한 성형판의 저면사시도이다.

본 발명에 따른 히트파이프 일체형 패널은 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 바닥판(100), 히트파이프(200), 온수관(300) 및 성형판(400)으로 이루어진다.

바닥판(100)은 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 측면에 온수가 유입되는 온수유입구(101)와 상기 온수가 배출되는 온수배출구(102)가 형성되어 있고, 상부에 히트파이프(200) 및 성형판(400)이 삽입 배치되는 성형홈(110)이 형성되어 있다.

바닥판(100)과 성형홈(110)은 직사각형 형상이다.

한편, 바닥판(100) 및 성형홈(110)은 소비자의 수요에 따라 정사각형 또는 다른 형상으로 제작될 수 있다.

히트파이프(200)는 중공 형상으로 형성되고 내부에 작동유체(201)를 포함하고 있으며, 바닥판(100)의 상면에 설치된다.

즉 히트파이프(200)는 성형홈(110)에 삽입 배치된다.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 히트파이프(200)의 단면 형상은 수평축 방향(x)의 길이가 수직축 방향(y)의 길이보다 길게 형성된다.

이에 따라 히트파이프(200)는 상하 길이가 짧은 납작한 형상으로 형성되어, 단면 형상이 원형인 히트파이프(200)와 비교하여 패널의 전체 두께를 얇게 제작할 수 있다.

또한, 히트파이프(200)의 상부 수평 면적이 증가하게 되어 열전달 효율을 향상시킬 수 있으며, 패널의 상면 전체에 열을 고르게 분산시키기 용이하다.

그리고 히트파이프(200)의 내부에는 온수관(300)이 배치된다.

구체적으로 온수관(300)은 히트파이프(200)의 내주면으로부터 이격되어 히트파이프(200)의 중심부에 위치한다.

그리고 작동유체(201)는 온수관(300)의 하부에 닿도록 히트파이프(200)의 하부에 채워져 있다.

따라서 작동유체(201)는 히트파이프(200)의 내부에서 온수관(300)으로부터 열을 흡수하여 상승하고, 히트파이프(200) 상부로 열을 방출한 후 응축되어 다시 히트파이프(200)의 하부로 이동한다.

이와 같이 작동유체(201)가 히트파이프(200) 내부에서 순환하면서 히트파이프(200)의 상부, 즉 성형판(400)으로 열을 전달한다.

이러한 히트파이프(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수개로 이루어져 바닥판(100)의 상면에 상호 평행하게 이격 배치되고, 각각의 히트파이프(200)는 연결호스(210)에 의해 인접한 히트파이프(200)와 상호 연결된다.

이에 따라 다수개의 히트파이프(200)는 하나로 연결된다.

상술한 바와 같은 히트파이프(200)는 연결호스(210)를 이용하여 여러개의 히트파이프(200)가 하나로 연결됨으로써, 설치가 용이하고, 패널의 제작시 설치되는 히트파이프(200)의 개수를 조절하여 패널의 크기를 확장하거나 축소하기 용이하다.

온수관(300)은 히트파이프(200)의 내부에 설치되고, 일단이 온수유입구(101)에 연결되며, 타단이 온수배출구(102)에 연결된다.

구체적으로 온수관(300)은 연결호스(210)에 의해 하나로 연결되어 있는 히트파이프(200)를 따라 히트파이프(200) 내부에 설치되고, 온수유입구(101)로부터 온수가 유입되어 흐르면서 히트파이프(200)의 내부에 포함되어 있는 작동유체(201)를 가열한다.

도 5에서 온수관(300)은 히트파이프(200)의 내측에 점선으로 표시되어 있다.

이와 같이 온수가 온수관(300)을 따라 흐르면서 작동유체(201)를 가열한 후 온수배출구(102)로 배출된다.

성형판(400)은 도 7에 도시된 바와 같이 바닥판(100) 상부에 설치되어 히트파이프(200)를 덮는다.

성형판(400)은 다양한 재료로 제작될 수 있으나 친환경 재료인 황토로 제작하는 것이 바람직하다.

성형판(400)은 황토를 물과 교반하여 유체와 같이 유동 가능한 반고체 상태로 만든 후 성형홈(110)에 충전한 후 경화시킴으로써, 바닥판(100)의 상부에 직접 성형하여 제작한다.

성형판(400)을 제작하는 다른 방법은, 먼저 황토를 교반기에 넣어 교반한 후, 압출기에 투입하여 성형홈(110)의 형상 및 크기에 맞춰 사각 평판 형상의 황토판을 성형한다.

그리고 성형판(400)이 완전히 경화되기 전에 성형홈(110)에 삽입한 후 가압하여, 성형판(400)의 하면에 히트파이프(200)가 삽입 배치되는 배관홈(401)이 형성되도록 한다.

즉 성형판(400)을 누르는 압력에 의해 히트파이프(200)가 완전히 경화되지 않아 무른 상태의 성형판(400) 하면으로 침투하면서 도 8에 도시된 바와 같이 성형판(400)의 하부에 히트파이프(200)와 꼭 맞는 배관홈(401)이 형성되게 된다.

전술한 바와 같이 히트파이프(200)의 단면 형상이 상하 길이가 짧고 폭이 넓은 납작한 형상으로 형성됨으로써, 일반적인 원형 파이프를 설치하는 것과 비교하여 히트파이프(200)를 덮는 성형판(400)의 두께를 얇게 제작할 수 있고, 이에 따라 성형판(400) 제작에 필요한 재료의 양 및 중량을 줄일 수 있으며, 패널의 이동 및 설치가 용이하고, 제작비용을 줄여 원가를 낮출 수 있다.

또한, 히트파이프(200)가 폭이 넓은 납작한 형상으로 형성되고, 성형판(400)을 얇게 제작할 수 있기 때문에 열전달 효율이 높고 성형판(400)의 전체 면적에 고르게 열을 분산시키기 용이하다.

본 발명인 히트파이프 일체형 패널의 제작방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있으며, 이러한 실시형태는 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

100 : 바닥판, 101 : 온수유입구, 102 : 온수배출구, 110 : 성형홈,
200 : 히트파이프, 201 : 작동유체, 210 : 연결호스,
300 : 온수관,
400 : 성형판, 401 : 배관홈,