KR100238902B1 - 단열관체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단열관체 제조방법으로서, 띠형상 금속박을 그 일단측에서부터 관체의 바깥둘레에 감으면서 그 감김부에 세라믹입자를 용사하고, 세라믹입자의 점형태 부착증을 형성하는 것을 반복하여 관체의 바깥둘레에 단열층을 형성한다.

이 때문에 관체 바깥둘레로의 띠형상 금속박의 감김과 띠형상 금속박 바깥둘레면으로의 세라믹 입자의 점형태 부착층의 형성을 동시에 행할 수 있어 단열관체의 제조를 연속적으로 행하는 것이 가능하게 된다.

Description

단열관체의 제조방법

제1도는 본 발명의 일례를 나타낸 설명도이며, 전체를 윗쪽에서 내려다본 상태를 나타낸 도면.

제2도는 밴드의 사용상태를 나타낸 횡단면도.

제3도는 진공단열 이중배관의 구성을 나타낸 부분 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 맨드렐 2, 5 : 모터

3 : 제2나사축 4 : 용사건지지대

6 : 용사노즐 7 : 수용케이스

8 : 피니온 9 : 래크

11 : 센서 13 : 좌더미환상체

14 : 우더미환상체 15 : 제1나사축

16 : 벨트 17 : 릴지지대

18 : 스테인레스박 롤링릴 21, 22 : 풀리

26, 27 : 지지대 28 : 제1가이드아암

30 : 관체 32 : 세라믹입자

36 : 제1가이드봉 39 : 필터

본 발명은 단열관체의 제조방법에 관한 것으로서, 단열관체는 각종의 단열용배관에 사용되고 있다.

예를들어 액체질소등의 초저온유체를 수송하는 액체수송관 등에는 진공단열 이중배관이 사용되며, 이 진공단열 이중배관의 내관에 단열관체가 사용되고 있다.

이런 종류의 단열관체는 통상, 관체의 바깥둘레에 띠형상의 알루미늄박과 석면지를 번갈아 설치한 다층감김층의 구조로 되어 있으며, 일반적으로 다음과 같이 제조되고 있다.

즉, 먼저 알루미늄박과 석면지를 관체의 바깥둘레에 2층의 겹쳐감는 형태로 감고, 이 2층의 겹쳐 감김을 관체의 바깥둘레에 복수층 형성하여 관체의 바깥둘레면을 복수층의 겹쳐감은 층으로 피복시킴으로써 제조되고 있다.

그러나 상기 단열관체의 제조를 고습도분위기하에서 행하면 상기 단열관체의 단열재로 사용되고 있는 석면지는 흡수성이 풍부하기 때문에 감김 시공중에 상기 석면지가 공기중의 수분을 흡수하여 수분이 높은 상태로 된다.

이 때문에 진공단열이중배관을 제조하는 과정에서 내, 외관 사이를 진공배기하면 상기 수분이 진공배기의 저항으로 되어 진공배기에 장시간을 요하는 문제가 생긴다.

그리하여 본 출원인은 단열재의 흡수성을 적게하기 위해서 종래의 알루미늄박과 석면지로된 단열재 대신에 금속박의 편측면에 세라믹입자의 점형태부착층을 형성시킨 단열재를 제안하고, 이미 출원을 하였다(일본국 실원평 2-106483 호). 이 단열재를 사용하는 단열관체의 제조는 다음과 같이 행해진다. 즉, 먼저 금속박의 편측면에 세라믹입자를 용사에 의해 점형태로 부착시켜 단열재를 제작하고, 이어서 이 단열재를 종래와 같이 관체의 바깥둘레에 겹쳐 감고, 이 겹쳐감은층으로 관체의 바깥둘레면을 피복시킴으로써 제조된다. 그러나 이러한 방법에서는 관체바깥둘레에 단열재를 겹쳐감기에 앞서 금속박의 편측면에 세라믹 입자를 용사에 의해 점형태로 부착하는 작업을 필요로 하기 때문에, 세라믹 입자의 점형태 부착과 그 점형태 부착층을 갖는 금속박을 관체의 바깥둘레에 겹쳐 감는 일련의 작업을 연속적으로 행하여 단열관체를 연속적으로 제조할 수 없다. 따라서 단열관체를 연속적으로 제조할 수 있는 방법의 개발이 강하게 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서 단열관체를 연속적으로 제조할 수 있는 방법의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 단열관체 제조방법은 관체의 바깥둘레에 그 일단측에서부터 타단측을 향해서 띠형상 금속박을 나선형으로 겹쳐서 감고, 관체의 바깥둘레면을 띠형상 금속박을 겹쳐 감은층으로 피복하는 단열관체의 제조방법에 있어서, 상기 띠형상 금속박을 그 일단측에서부터 관체의 바깥둘레에 감으면서 그 감김부에 세라믹입자를 용사하여 세라믹 입자의 점형태부착층을 형성하고, 이 세라믹입자의 점형태 부착층이 형성된 띠형상 금속박의 바깥둘레에 상기 띠형상 금속박의 일단측에 계속해서 띠형상 금속박의 부분을 축방향으로 어긋나게 하여 감고, 동시에 그 감겨진 새로운 띠형상 금속박의 부분에 세라믹입자를 용사하여 세라믹입자 점형태 부착층을 형성하는 것을 반복하여 나선형으로 겹쳐 감겨진 띠형상 금속박의 각 감김층 사이에 세라믹 입자 점형태부착층을 개재시키는 구성으로 되어 있다.

즉, 본 발명의 단열관체의 제조방법은 상기 띠형상 금속박을 그 일단측에서부터 관체의 바깥둘레에 감으면서 그 감김부에 세라믹 입자를 용사하여 세라믹 입자 점형태 부착층을 형성하기 때문에 관체바깥둘레로의 띠형상 금속박의 감김과 띠형상 금속박 바깥둘레면으로의 세라믹 입자의 점형태 부착층의 형성이 동시에 행해진다. 그리고 상기 세라믹입자 점형태 부착층이 형성된 띠형상 금속박의 바깥둘레에 상기 띠형상 금속박의 일단측에 계속해서 띠형상 금속박의 부분을 축방향으로 어긋나게 하여 감고, 동시에 그 감겨진 새로운 띠형상 금속박부분에 세라믹입자를 용사하여 세라믹입자 점형태 부착층을 형성하는 것을 반복하여 띠형상 금속박을 세라믹입자 점형태 부착층을 개재시켜 소정의 권수로 겹쳐 감는다. 이와같이 본 발명에서는 세라믹입자의 용사와, 금속박의 감김을 동시에 행하면서 관체의 바깥둘레에 세라믹입자가 용사된 금속박을 소정의 권수만큼 감을 수가 있다. 따라서 단열관체를 연속적으로 제조하는 것이 가능하게 된다.

다음으로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 단열관체의 제조방법에는 주로 관체와, 띠형상 금속박과, 용사에 의해 형성되는 세라믹입자가 사용된다. 상기 관체로는 금속제 배관, 합성수지배관, 표면을 금속증착 혹은 도금한 합성수지등 각종의 관형태의 것이 사용된다. 또 상기 관체에 감겨지는 상기 띠모양 금속박은 특히 한정되지 않고, 각종의 금속박을 이용할 수 있다. 이들 금속박의 두께는 5-1000㎛, 알맞게는 5-100㎛, 가장 적합하게는 5-30㎛로 설정된다. 상기 급속박중에서도 특히 스테인레스박, 동박 또는 니켈박과 같이 융해온도가 높고, 또한 복사 효율이 좋은 금속박을 사용하는 것이 좋은 결과를 가져 온다.

상기 세라믹입자로는 폴르스테라이트(2MgO·SiO₂), 마그네시아(MgO)및 알루미나(Al₂O₃)등의 세라믹재의 입자가 열거될 수 있으며, 단독 혹은 병용될 수 있다. 이세라믹 입자는 정확하게는 그 세라믹입자의 제조원료를 상기 띠형상 금속박의 바깥둘레에 용사함으로써 형성되며, 형성된 각 세라믹 입자는 인접하는 세라믹입자와 소정간격을 두고 금속박상에 붙여져 고정되어 있다. 이와 같이하여 형성된세라믹입자의 입자직경은 통상 5-50㎛정도(따라서 세라믹입자의 용사에 의해 띠형상 금속박상에 형성되는 세라믹입자의 점형태 부착층의 두께는 그것과 대략 같게됨)이며, 각 입자사이의 간격은 10-2000㎛정도로 설정된다. 적당하게는 세라믹입자의 입자직경은 5-30㎛이고, 입자간격은10-200㎛이다.

본 발명은 상기 원재료를 사용하여 단열관체를 예를들면 다음과 같이하여 제조한다.

즉, 띠형상 금속박을 그 일단측에서부터 관체의 바깥둘레에 감으면서 동시에 그 감김부에 세라믹입자를 종래의 용사건을 이용하여 용사하여 세라믹입자의 점형태 부착층을 형성한다. 이 세라믹입자 점형태 부착층상에 또한 띠형상 금속박을관체의 축방향에 약간 어긋나게하여 겹침 감김하면서 이 감김부에 세라믹입자를 용사하여 세라믹입자의 점형태 부착층을 형성한다. 이러한 띠형상 금속박의 감김과 이 감김부로의 세라믹 입자의 점형태 부착층의 형성을 반복함으로써 관체의 바깥둘레에 소망의 감김층을 갖는 단열층(나선형으로 겹쳐진 띠형상 금속박과, 그 각 감김층 사이에 형성된 세라믹입자의 점형태 부착층으로 이루어짐)을 형성한다. 이와같이하여 단열관체가 연속적으로제조된다.

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예를 나타내고 있다. 도면에 있어서(1)은 관체(30)를 밖으로 끼워고정하기 위한 맨드렐이며, 이 맨드렐(1)의 일측에 스테인레스박 롤링링(18)을 설치한 제1 나사축(15)이 설치되고, 타측에 용사노즐(6)을 설치한 제 2 나사축(3)이 설치되어 있다.

상기 맨드렐(1)의 바깥둘레면에는 관체(30)가 착탈자유롭게 바깥에 끼워지는 동시에 이 관체(30)의 좌측단테두리에 접힌 상태에서 좌환상체(좌더미체)(13)가, 우측단 테두리에 접힌 상태에서 우환상체(우더미체)(14)가 배치되어 맨드렐(1)에 착탈 자유롭게 바깥에 끼워져 있다. (2)는 바닥면에 고정상태로 설치되는 모터이며, 그 출력축(2a)은 맨드렐(1)의 우측단부(1a)에 연결부재(25)를 통해서 연결되어 맨드렐(1)을 회전구동시킨다.

맨드렐(1)의 일측에 설치된 상기 제 1나사축(15)은 그 편단부가 지지대(29)에 회전 자유롭게 한쪽에 지지되고, 상기 제 2 나사축(3)을 회전구동시키는 모터(5)의 회전력을 벨트(16)를 통해서 받아 회전하도록 되어 있다. (21)(22)는 플리이다. 상기 제 1 나사축(15)에는 릴지지대(17)가 나사 기구에 의해 제 1 나사축(15)을 따라 진퇴할 수 있도록 부착되어 있다. 보다 더 상세히 설명하면 이 릴지지대(17)에는 미끄럼(sliding)구멍(숨어서 보이지 않음)이 설치된 제 1 가이드 아암부(28)가 돌출설치되고, 그 미끄럼구멍에 지지대(29)에서 제1 나사축(15)을 따라 뻗은 제 1 가이드봉(36)이 삽입ㆍ통과되어 있다. 이에 따라 제 1 나사축(15)에 대한 릴지지대(17)의 동반회전이 방지되고, 제 1 나사축(15)의 회전에 의해 릴지지대(17)가 제 1 나사축(15)을 따라 이동하게 된다. 이 릴지지대(17)의 바깥둘레에는 폭 300mm의 스테인레스박(31)을 감은 스테인레스박 롤링릴(18)이 회전자유롭게 또한 착탈자유롭게 바깥에 끼워져 있다. 이 경우 릴지지대(17)의 바깥둘레에는 브레이크용의 돌기(숨어서 보이지 않음)가 설치되고, 이 돌기가 스테인레스 롤링릴(18)의 통부 안쪽 둘레면에 압접하여 브레이크 작용을 하여 스테인레스박(31)의 인출시 저항으로 된다. 상기 릴지지대(17)에는자 모양의 지지부(19a)가 돌출설치되고, 이자형의 지지부(19a)에서 평판 형상의 가이드부(19b)가 지지고정되어 있다. 이 가이드부(19b)의 좌우양측부에는 돌기부가 설치되어 스테인레스 롤링릴(18)에서 인출된 스테인레스박(31)을 맨드렐(1) 방향으로 경사지게 송출하는 가이드작용을 한다. 이에 따라 상기 가이드부(19b)의 경사각도로 스테인레스박(31)이 맨드렐(1)에 바깥에 끼워진 관체(30) 및 좌우의 고리모양체(13)(14)의 바깥둘레에 감긴다.

맨드렐(1)의 타측에 설치된 제 2 나사축(3)은 그 좌측단부(3a)가 지지대(26)에 회전자유롭게 지지되고, 우측단부(3b)가 지지대 (27)를 통해서 모터(5)의 출력축(5a)에 연결되어 지지되고 있다. 이 제 2 나사축(3)에는 통모양의 용사건 지지대(4)가 나사기구에 의해 제 2 나사축(3)을 따라 진퇴할 수 있도록 바깥에 끼워져 있다. 용사건 지지대(4)에는 미끄럼구멍(숨어서 보이지 않음) 부착의 제 2 가이드 아암부(36a)가 돌출설치되고, 그 미끄럼 구멍에 좌우의 지지대 (26)(27)에 고정된 제 2 가이드봉(37)이 삽입ㆍ통과되어 있다. 이에 따라 제 2나사축(3)에 대한 용사건 지지대(4)의 동반회전이 방지되고, 제 2 나사축(3)의 회전에 의해 용사건지지대(4)가 제 2 나사축(3)을 따라 이동하게 된다. 이 용사건 지지대(4)상에는 모터(숨어서 보이지 않음)을 상향 상태에서 수용하는 수용케이스(7)가 용사건 지지대(4)의 길이방향을 따라 이동할 수 있도록 배치되고, 이 케이스(7)에는 용사노즐(6)을 구비한 용사건(66)이 도시한 바와 같이 붙여져 고정되어 있다. 보다 더 상세히 설명하면 케이스(7)의 하부에서부터 가이드봉(숨어서 보이지 않음)이 수직으로 내려져 있고, 이것이 용사건 지지대(4)상에 길이방향으로 설치된 가이드홈(10)에 끼워맞춰져 있다. 이 가이드홈(10)에는 길이방향을 따르는 좌우의 양벽면에 길이방향을 따라 계단부가 설치되고, 이 계단부에 가이드봉의 하단돌기가 끼워 맞춰져 빠짐방지되어 있다. 또 케이스(7)에 상향으로 수용된 모터의 출력축(7a)에는 피니온(8)이 고정되고, 용사건 지지대(4)에 길이 방향을 따라 설치된 래크(9)와 맞물려 있다. 상기 모터는 일정주기로 정회전과 역회전을 반복하도록 되어 있다. 따라서 상기 모터를 작동시키면 그 출력축(7a)을 통해서 상기 피니온(8)이 정회전과 역회전을 번갈아 반복하고, 이에 따라 모터를 수용하고 있는 케이스(7)과 래크(9)를 따라 좌우 방향으로 일정주기로 왕복이동한다.

또한 제 2 나사축(3)을 구동시키는 모터(5)는 그 제어부가 맨드렐(1)의 구동용 모터(2)에 설치된 센서(11)와 전기적으로 접속되어 있어 모터(2)와 동기적으로 회전하도록 되어 있다.

이러한 장치를 이용하여 단열관체를 다음과 같이 제조할 수 있다. 먼저 맨드렐(1)에 관체(30)를 바깥에 끼우는 동시에 좌우의 더미환상체(13)(14)를 바깥에 끼운다. 한편, 스테인레스 롤링릴(18)에 스테인레스박(31)을 감은 후, 이것을 제 1 나사축(15)의 릴지지대(17)에 부착한다. 이어서 스테인레스박(31)의 일단을 스테일레스 롤링릴(18)에서 인출하고, 좌더미환상체(13)의 바깥둘레면에 점형태로 부착용접한다. 이 상태로 모터(2)(5)를 회전구동시키는 동시에 용사노즐(6) 구동용 모터를 작동시킨다. 이에 따라 노즐(1)이 반시계방향으로 회전하고, 그 회전력에 의해 스테인레스 롤링릴(18)에서 스테인레스박(31)을 인출하여 먼저 좌더미환상체(13)의 바깥둘레에 서서히 감는다. 이때 케이스(7)의 모터작용에 의해 그 감감부를 좌우로 가로지르도록 용사노즐(6)이 좌우로 왕복이동(좌우로 스캔)하고, 상기 감김부에 세라믹입자(32)를 점형태 부착상태로 용사한다. 이 경우 제 1 나사축(15)이 벨트(16)를 통해서 모터(5)의 구동에 의해 회전되고, 이에 따라서 릴지지대(17)가 도시한 오른쪽으로 조금씩 이동하기 때문에 스테인레스박(31)은 맨드렐(1)의 축방향으로 조금씩 어긋나서(도시한 오른쪽으로 조금씩 어긋나서) 감겨진다. 이렇게 어긋나게 감겨지는 것에 대응하기 위해 상기 용사노즐(6)이 설치된 용사건 지지대(4)는 스테인레스박(31)의 상기 축방향으로의 어긋남에 맞추어 축방향으로 이동한다. 이 용사건 지지대(4)의 이동은 맨드렐(1)구동용 모터(2)의 센서(11)의 출력신호를 제 2 나사축(3) 구동용 모터(5)의 제어부가 수신하여 모터(5)의 회전을 제어하고, 제 2 나사축(3)의 회전속도를 제어함으로써 적정하게 행해진다. 이와 같이하여 스테인레스박(31)이 세라믹입자(32)의 용사를 받으면서 좌더미환상체(13)의 바깥둘레면에서 관체(30)의 바깥둘레면, 또한 우더미환상체(14)의 바깥둘레면에 감긴다. 이 경우 스테인레스박(31)의 권수는 30으로 설정된다. 그런데 관체(30)에 갑자기 스테인레스박(31)을 감으면 스테인레스박(31)은 조금씩 어긋나서 경사지게 감겨지는 관계 때문에, 관체(30)의 좌측단부분(감김시작부분)에서는 권수가 30에 미치지 못하게 된다. 또 관체(30)의 우측단부분(감김끝남부분)에서도 마찬가지로 된다. 이 때문에 본 발명에서는 관체(30)의 좌우에 더미환상체(13)(14)를 설치하고, 스테인레스박(31)의 감김시작부와 감김끝남부를 더미환상체(13)(14)상에 위치시키도록 하고 있다. 그럼으로써 관체(30)에 감겨진 스테인레스박(31)은 관체(30)의 오느 부분에 있어서도 30층의 겹침층으로 된다. 이와 같이 하여 관체(30)전체에 감겨진 스테인레스박(31)의 바깥둘레에 축방향으로 소정간격의 되감김방지용의 패드(20)를 제2도와 같이 감아 스테인레스박(31)을 고정한다. 이어서 관체(30)와 더미환상체(13)(14)와의 경계선에서 스테인레스박(31)의 감김층을 절단하고 스테인레스박(31)의 겹침층으로 피복된 관체(30)를 맨드렐(1)에서 벗겨낸다. 이와 같이하여 목적으로 하는 단열관체가 얻어진다.

또한 상기 실시예에서는 맨드렐(1)을 고정시키고, 용사건 지지대(4) 및 릴지지대(17)를 이동시키도록 하고 있지만 그 반대로 해도 좋다. 또 더미환상체(13)(14)는 꼭 사용할 필요는 없다.

또한 상기와 같이하여 얻어진 단열관체를 이용하여 다음과 같이 제3도에 나타낸 진공단열이중배관을 제작할 수도 있다. 즉, 상기 단열관체(36)의 최바깥층상에 공간을 내어 외관(37)으로 씌우고, 이 상태에서 외관(37)과 단열관체(36)사이를 밀봉한다. 다음으로 이 상태로 외관(37)과 단열관체(36)와의 사이를 배기관(38)으로부터 공기를 배출하여 고진공(10^-4Torr이하로)의 진공상태로 만든다. 그럼으로써 진공단열이중배관을 제작할 수 있다. 도면에 있어서 (39)는 배기관(38)에 부착되는 필터이다.

이상과 같이 본 발명의 단열관체의 제조방법은 상기 띠형상 금속박을 그 일단측에서부터 관체의 바깥둘레에 감으면서 그 감김부에 세라믹입자를 용사하여 세라믹입자의 점형태 부착층을 형성하기 때문에, 관체바깥둘레로의 띠형상 금속박의 감김과 띠형상 금속박 바깥둘레면으로의 세라믹입자의 점형태 부착층 형성을 동시에 행할 수 있다.

그리고 상기 세라믹입자의 점형태 부착층이 형성된 띠형상 금속박의 바깥둘레에 상기 띠형상 금속박의 일단측에 계속해서 띠형상 금속박의 부분을 축방향으로 어긋나게 감고, 동시에 이 감겨진 새로운 띠형상 금속박의 부분에 세라믹입자를 요사하여 세라믹 입자의 점형태 부착층을 형성하는 것을 반복하여 띠형상 금속박을 세라믹입자의 점형태 부착층을 개재시켜 소정의 권수로 겹쳐 감는다. 이와 같이 본 발명에서는 세라믹입자의 용사와, 금속박의 감김을 동시에 행하면서 관체의 바깥둘레에 세라믹입자가 용사된 금속박을 소정의 권수 만큼 감을 수 있다. 따라서 단열관체를 연속적으로 제조하는 것이 가능하게 된다.

Claims (1)

1. 관체의 바깥둘레에 그 일단측에서부터 타단측을 향해서 띠형상 금속박을 나선형으로 겹쳐감고, 관체의 바깥둘레면을 띠형상 금속박의 겹침층으로 피복시키는 단열관체의 제조방법에 있어서, 상기 띠형상 금속박을 그 일단측에서부터 관체의 바깥 둘레에 감으면서 그 감김부에 세라믹입자를 용사하여 세라믹입자의 점형태 부착층을 형성하고, 이 세라믹입자의 점형태 부착층이 형성된 띠형상 금속박의 바깥둘레에 상기 띠형상 금속박의 일단측에 계속해서 띠형상 금속박의 부분을 축방향에 어긋나게 감고, 동시에 그 감겨진 새로운 띠형상 금속박의 부분에 세라믹 입자를 용사하여 세라믹입자의 점형태 부착층을 형성하는 것을 반복하고, 나선형으로 겹쳐 감겨진 띠형상 금속박의 각 감김층에 세라믹입자의 점형태 부착층을 개재시키도록 한 것을 특징으로 하는 단열관체의 제조방법.