KR840000552Y1 - 진공단열벽 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

진공단열벽

제1도는 공지의 진공단열벽에 사용되는 스페이서의 평면도 및 측면도.

제2도는 본 고안에 사용하는 스페이서의 평면도 및 측면도.

제3도는 판형식의 본 고안의 진공단열벽 구조의 일부 단면부.

제4도는 두장의 허니컴코어(honeycomb core)를 엇갈리게 중첩시킨 스페이서의 상태를 도시하는 사시도.

제5도는 상자형으로 구성된 본 고안의 진공단열벽 구조의 예를 도시한 단면도.

제6도는 사각격자의 스페이서의 평면도.

제7도는 원통으로 구성된 스페이서의 평면도.

본 고안은 이중벽의 내부가 거의 진공상태인 진공 단열벽에 관한 것이다.

특정의 공간을 외기에 대하여 열적으로 차단하고 공간을 보온 또는 보냉하는 벽구조에는 일반적으로 단열제를 사용하고 있다. 단열재로서는 일반적으로 발포성스틸렌, 발포성우레탄, 유리섬유, 기카 여러가지가 알려져 있으나 이들 단열재의 단열성은 충분하지 않으며 충분한 단열 효과를 얻으려면 층의 두께를 매우두껍게 하여야 할 경우가 많다.

또한, 우수한 단열을 위해서 진공에 의한 단열방식이 있다. 이 진공단열은 일반적으로 보온병으로 사용되고 있으며, 금속으로 형성하여 극히 저온의 액체공기등의 저장에도 이용되고 있다. 그러나, 이 진공단열에 의한 이중 벽구조는 외부 대기압의 작용을 받기 때문에 벽의 내압성을 필수적으로 필요로 한다. 일반적으로 사용되고 있는 보온병은 금속 또는 유리로 된 원통형 구조의 이중벽에 의하여 이 외압을 지지하게 되나 평평한 이중벽 구조의 경우에는 외압에 대하여 지지하는 스페이서가 필요하게 된다.

일본특허 공개 소 54-63453호에는 이와 같은 지지체로 다수의 구멍을 갖는 허니컴코어로 삽입하고 이중벽의 내부를 진공으로 한 보온, 보냉용기가 도시되어 있다. 이때 디중벽의 내부를 진공으로 하면 외기압은 허니컴코어에 의하여 지지되어 외벽은 변형이 방지되기는 하나 판상으로 구성된 허니컴코어를 통하여 열관류가 발생하며 이 열관류의 열전달은 진공 단열자체에 의한 열전달 보다 크게되어 진공단열의 효과를 거의 달성할 수가 없다. 또한 종래의 스페이서에는 스페이서를 삽입한 양측벽간에 진공으로 감압시키고자 하면 스페이서의 격자판이 방해가 된다. 즉, 격자판에 의해 여러작은 실이 형성되어 공기가 유통되지 않기 때문에 스페이서의 격자판에 미리 공기의 유통구멍을 설치하여야 한다. 이로 인해 스페이서의 제작등의 문제로 사용재료는 많은 제한을 받고 이에 따른 많은 비용이 든다.

본 고안은 이러한 문제를 해결하고 제작이 용이하고 스페이서의 열전도에 의한 열관류가 매우 적은 스페이서를 사용하므로서 보다 우수한 진공단열효과를 갖는 이중벽구조의 진공단열벽을 마련하고 있다.

본 고안은 기밀성재료로된 벽판사이를 기밀하게 밀봉한 이중벽으로 양벽간에 두껴ㅂ 혹은 그 이상의 서로 엇갈리게 중첩시킨 단열성재질의 격자판의 스페이서를 삽입하여 이중벽의 내부 구조가거의 진공상태로 감압되어 있는 것을 특징으로 하는 진공단열벽이다.

본 고안에 사용되는 격자판의 스페이서는 판에 따라 6각, 4각, 3각등의 격자로 형성된 것을 2개 이상의 격자를 엇갈리게 겹친 것이다. 그러므로 중벽의 한쪽 벽으로부터 격자판을 통하여 열관류는 엇갈려서 서로 접촉하는 것에 의해 차단되며, 그 접촉면적이 매우 작기 때문에 열관류 면적이 매우 작게된다. 즉, 격차판이 거의 점접촉을 하게되고 이 부분에서 열전도량이 수십분의 일로 감소되어 진공에 의해 단열효과를 손상시킴이 없이 우수한 단열효과를 얻을 수 있다.

격자형상의 6각의 것, 즉 허니컴코어의 경우에 대하여 설명하면, 제1도에 표시한 양 벽 간격(D)이 50mm인 양벽간에 두께(d)가 1mm인 폴리프로필렌판으로 구성된 6각의 최대직경(R)이 50mm의 허니컴코어를 삽입하면 양벽간의 코어판에 의한 열관류면적은 벽면적 1㎡당 0.0924㎡가 된다. 또한 제2도에 도시한 것과 같이 같은 허니컴코어를 코어의 두께 25mm의 것을 2개엇갈리게 중첩시킨 경우, 접촉면에서 양 코어판이 접촉하는 면적은 0.00246㎡이다. 따라서 이 경우의 열관류 면적은 제1도의 경우의 약 1/40이 된다. 따라서 진공단열에 의한 열전달에 대한 영향은 무시할 수 있을 정도가 된다.

또한 격자를 엇갈리게 중첩시키므로서 코어의 각 격자간의 공간은 엇갈린 부분에 의하여 상호 연락되므로 코어의 벽에 구멍을 마련할 필요가 없으며, 이에 따라 코어의 제작이 매우 간단하게 된다. 엇갈리게 놓은 2개의 코어는 단지 2중 벽간에 삽입시 엇갈리게 설치하면 되나 이동을 방지하기 위하여 양 코어를 적당한 접착제에 의하여 사전에 접촉시켜 두면 바람직스럽다. 또한 열가소성수지를 이용하여 엇갈리게 겹쳐진 코어를 일체로 사출 성형하여 제작할 수도 있다.

본 고안의 스페이서를 구성하는 격자판은 상기와 같이 6각, 4각, 3각의 격자에 한정되지 않으며 예를들어 원통의 집합형도 같이 사용할 수 있으며 이것도 본 고안의 격자판에 포함된다. 격자판의 재질은 필요한 단열성과 충분한 강도를 갖는 것이면 아무것이나 가능하다. 예를들어 베크라이트, 요소수지, 에폭시수지등의 열경화성 수지와 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌등의 열가소성 수지가 사용되며 또한 종이나 펄프로 제작한 격자판에 수지를 함침시켜 경화시킨것도 사용할 수 있다.

본 고안의 스페이서는 필요한 벽면 전체에 맞추어 일체로 제작할 필요는 없으며 임의로 예를들어 1m×1m 단위인 것을 적절하게 연설하여 필요한 벽면형상에 맞추어 절단사용할 수가 있다.

본 고안의 스페이서의 공간에는 입상, 섬유상 또는 판상의 단열재를 충진하여도 된다. 이는 진공내에 있어서 잔존기체분자의 평균 자유 행로를 방해하고 기체분자에 의한 직접 열전달을 저해하며 진공 단열효과를 높히기 위함이다. 이때 사용되는 단열체로서는 예를들어 피얼라이트, 에로겔분말, 그래스율, 펠트체플라스틱 파상판동이며 특히 퍼얼라이트가 적합하다.

또한 유리 섬유동 펠트체에 알미늄 박막을 접착시킨 판상체를 격자의 형상에 알맞는 소판으로 제작하여 격자내에 적층하여 충전하면 매우 유효하며 이같은 적충재료는 슈퍼인슈레이숀(Super Insulation)이란 상품명의 6 내지 10mm 두개의 판상체가 있다. 또한 이같은 단열체을 충전하는 대신 반사성의 막을 삽입하여도 된다. 즉 스페이서와 벽사이에 또는 엇갈리게 중합시킨 스페이서 사이에 예를들어 마이러(폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)에 알루미늄을 증착시킨 것을 끼우면 좋다. 이것은 벽구조체의 양벽간의 복사열에 의한 열전달을 방지하는 효과가 있다. 단, 이 경우에는 반사막은 진공배기의 통로로서 적절한 구멍을 갖는 것이 사용된다.

본 고안의 벽 구조체의 2중벽 사이를 진공으로 하려면, 벽의 일부에 사전에 부착한 진공밸브를 사용하여 감압하는 것이 편리하다. 즉 판, 용기등의 형상으로 제작된 2중막간에 스페이서를 마련하여 입상단열체를 충전하고 2중벽의 단부를 말아붙여 적절하게 밀봉한 후 벽판의 적당한 위치에 사전에 부설해 놓은 진공밸브에 진공감압장치로부터의 아덥터를 접속시켜 구조물의 2중벽 내부압력을 감압한다.

감압은 압력이 낮을수록 단열성이 졸음은 물론이나, 진공단열이 유효하게 작용하려면 10^-2토르(Torr, 이는 1/760기압이다) 이하로 함이 바람직스럽다.

본 고안의 단열 구조물은 적당한 크기의 판으로 구성하여 냉장실등의 벽체로서 사용할 수 있다. 또한, 상자형으로 구성하므로서 예를들어 낚시용 보온박스로 만들 수 있으며, 소형의 것은 보온성이 우수한 도시락 상자로 만들 수 있다. 2중벽의 벽판으로서는 진공을 유지하는데 필요한 기밀성 재료로 충분한 강도가 있는 것이면 임의의 것을 사용할 수 있다. 일반적으로 강, 스텐레스, 알미늄, 동 등의 금속판을 사용하고 있으니 금속박판과 함성 수지와의 접충판을 사용하면 좋다. 벽판의 두께는 스페이서의 격자크기와의 관계에서 필요한 강도를 갖는 두께의 것을 사용한다. 예를들면 스페이서가 허니컴 코어로써 그 최대격자 직경이 50mm이고 격자판의 두께가 1mm인 경우에 벽판에 SUS 304를 사용하면 그 벽판은 0.19mm 이상의 두께로서 1기압의 압력차에 대하여 견딜수가 있으며 안전율을 4배로 하여 약 0.75mm 일반적으로는 0.5mm 판으로 충분하다.

제3도는 냉장고등의 벽에 사용할 수 있는 진공단열판(1)의 단면도이며 일부 생략되어 있다. 벽판(2 및 3)은 0.5mm의 스텐레스판이다. 판형상에 따라서 큰 접시모양으로 형성된 벽판(2)내에서 스페이서(4)를 설치한다. 스페이서는 대각선 50mm의 6각형의 집합된 폴리프로필렌재료의 허니컴코어이며 두개를 상호 엇갈리게 배치하였다. 이 상태는 제4도에 도시한 바와 같다. 허니컴의 격벽의 두께는 1mm이다. 또한 입상 충전재(5)인 퍼얼라이트를 사용하여 스페이서의 공간에 충전하여 평판(3)을 뚜껑으로 하고 그 연부와 벽판(2)의 연부를 기밀 접착제를 사용하여 밀봉하였다. 벽판(3)에 미리 마련한 진공밸브(6)로부터 배기하여 내부를 10^-2토르 이하의 진공상태로 되게 한다. 배기가 끝나면 진공 밸브에 보로캡을 하여 진공단열 판재를 완성시킨다. 이 진공단열 판재는 필요하다면 그 외면을 도장하여 또한 보호판, 화장판등을 샤워서 외부로부터의 충격에 대하여 보호한다.

제5도는 본 고안의 진공 단열벽 구조물을 예를들어 낚시용 보온박스로 사용되는 상자형으로 구성한 예이다. 내벽(7)과 외벽(8)에 의하여 저판(9)이 없는 형태의 케이싱을 제작하여 이 벽사이에 스페이서(4)와 단열재(5)를 제1도의 판재와 동일하게 충전하여 저판(9)을 부착하여 전체를 기밀하게 밀봉한다. 저판(9)에 마련되어 있는 진공밸브(6)를 통하여 배기한다. 덮개(10)은 발포성 스틸렌 기타 단열재를 사용한 단열구조라도 좋으며 본 고안의 진공 단열구조물로 하여도 좋다.

Claims (1)

1. 기밀성 재료로 벽판(2, 3)간을 기밀하게 밀봉하고 양 벽판 사이를 스페이서(4)로 지지하는 이중벽 구조체의 내부가 거의 진공상태로 감압되어 있는 진공 단열벽에 있어서, 스페이서(4)는 단열성 재료로써 형성된 격자판을 두겹 이상으로 서로 엇갈리게 중첩 형성한 것을 특징으로 하는 진공 단열벽.