KR100565014B1 - 단열파이프커버 - Google Patents
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Abstract
단열 파이프 커버(100)는 제 1 원통층(102)과, 제 2 원통층(104)과 제 3 원통층(106)을 포함하는 적층 원통체를 가진다. 3개의 원통층 각각은 맨드렐 또는 내부 원통층둘레에 발포재 테이프를 나선형으로 감으므로서 형성되므로, 발포재 테이프의 인접한 회선의 에지는 서로 결합해서 함께 접합된다. 균일한 형상, 큰 가요성과 층간 간격이나 열융착 결함이 없는 우수한 일체성을 가진 두꺼운 단열 파이프 커버를 얻을 수 있다.
Description
[발명의 분야]
본 발명은 단열 파이프 커버(pipe cover)(덮개), 특히 길이가 길고 두꺼운 벽으로 되고 제작 비용이 작은 단열 파이프 커버에 관한 것이다.
[종래 기술의 설명]
단열 파이프 커버는 관형 단열재로 만들어지고 관을 대기로부터 단열하기 위해 관 또는 파이프의 표면을 둘러싸는데 사용된다. 특히, 단열 파이프 커버는 예를 들어 냉동기(refrigerator)내의 냉매관과 냉장기(freezer) 사이의 관의 냉기를 고립(보냉)하거나 고온유체가 흐르는 관의 열을 고립(보온)하기 위해서 사용된다. 단열 파이프 커버는 대부분의 경우에, 우수한 단열을 얻기 위해서 두꺼운 발포재로 만들어진다.
큰 두께를 가지는 종래 단열 파이프 커버는 아래의 3가지 형태가 있다.
제 1 형태는 발포재로 만들어진 다수의 공동축 원통형 관을 포함하는 다층단열 파이프 커버이다. 이런 다층 단열 파이프 커버를 제작하는 방법은, 예정된 폭을 가진 직사각형의 시트(sheet)(스트립:strip)로 시트 발포재를 절단하는 단계와, 스트립 시트를 성형 프레스를 이용하여 반원통형으로 만드는 단계와, 서로 떨어진 에지(edge)들을 결합하는 단계와, 결합된 에지를 용융하는 단계를 포함하며, 이런 단계를 거쳐서 도 12 도에 도시한 원통 부재(10)를 형성한다. 계속해서, 다른 원통부재는 원통 부재(10)의 외면상에 유사한 방법으로 형성됨으로써 2-층 단열 파이프 커버를 형성한다. 이들 단계들을 반복해서 단열 파이프 커버가 소망의 두께에 도달 하게 한다.
제 2 형태는 예를 들어 경질 제지(rigid paper)로 된 원통 코어둘레에 발포재 시트를 층으로 등글게 말아서 형성한 롤링(rolling) 형태 단열 파이프 커버이다.
제 3 형태는 발포재 블록을 직접 잘라내어 만든 잘라낸 형태의 단열 파이프 커버이다.
상술한 바와 같이 종래의 단열 파이프 커버는 아래의 고유의 문제점을 가지고 있다.
종래 다층 단열 파이프 커버에서, 두꺼운 다층은 약간의 불균일함도 없이 제작하기 어렵다. 특히, 두꺼운 단열 파이프 커버의 제작시, 스트립 시트는 둥근 프레스의 사용에 의해 형성되며 그리고 나서 열로 용융되어 원통 부재를 형성하며, 이렇게 만든 원통 부재는 내부 직경이 일정하지 않다. 추가로, 결합부분은 원통 부재의 원래의 부분보다 두껍다. 결국, 다층 단열 파이프 커버는 불균일한 형상, 불균일한 두께와 나쁜 가요성의 단점을 일으킨다.
다음 문제로는 파이프 커버의 강도가 상당히 낮다는 것이다. 특히, 원통 부재의 스트립 시트가 하부 원통층의 외주변과 같은 폭으로 조정되어질지라도, 이런 폭을 가지는 스트립 시트로 정확하기 절단하는 것이 어렵다. 결국, 인접한 원통층 사이에 간격이 형성되기 쉽다. 더욱이, 절단에 의해 스트립 시트의 완전한 직선형 에지(dead straight edge)를 만들기 어렵고, 따라서, 스트립 시트의 에지의 결합부를 따라서 약간의 간격이 형성되어 있으며, 결국 견고하지 못한 용융 접합을 형성 한다. 이것은 기계 강도를 나쁘게 한다.
제 3 문제는 발포재 재료와 이들의 가공비가 상당히 높다는 것이다. 최외단층(outermost layer) 또는 최외단 층 부근의 층을 형성하는 스트립 발포재 시트는 보다 긴 폭으로 절단되어야 하며, 그 결과 발포재 재료의 보다 큰 낭비를 가져온다. 예를 들어, 170mm의 외경을 가진 원통층의 스트립 발포재 시트는 534mm의 폭을 가져야 한다. 이 경우에, 1 m의 폭을 가진 시트 발포재는 단지 하나의 534-mm 폭 스트립 시트만을 제공하고 시트 발포재 재료의 나머지 466-mm 폭 부분은 사용할 수 없게 된다.
롤링 형태의 단열 파이프 커버에 있어서, 이들의 제작은 먼저 권선이 시작하고 끝나는 위치에 계단이 있거나(stepped) 또는 비수평인(unleveled) 부분을 포함하므로, 그 결과 원주방향으로 보았을 때 불균일한 형상을 가져온다. 다음 문제는 이 형태의 단열 파이프 커버를 상당히 길게 만드는 것이 어렵다. 예를 들어, 현재의 기술은 이 형태의 길이를 1m 보다 길게 할 수 없다. 세번째 문제는 원통층을 다른 재료로 할 수 없어서, 단열 파이프 커버를 소망의 성질로 조정하기 어렵다.
잘라낸 형태의 단열 파이프 커버에서, 이들의 제작은 파이프 커버가 블록 발포재로부터 잘려나간 후 블록의 낭비를 초래하고, 그 결과로 발포재의 비용을 증가 시킨다. 더욱이, 잘라내는 작업이 비용이 상당히 높고, 그러므로 이 형태는 현실적이지 못하다.
상술한 바와 같이, 종래 단열 파이프 커버는 품질 및 제작 비용면에서 만족을 주지 못한다.
[발명의 요약]
상술한 관점에서 비추어, 본 발명의 목적은 소망의 두께와 균일한 형상을 가지고 제작 비용을 줄이는 긴 단열 파이프 커버를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에서, 단열 파이프 커버는 발포재 테이프의 인접 회선(turn)들이 서로 이들의 에지에서 기밀하게 접촉(tight contact)하거나 겹쳐져 있고, 접촉 또는 겹쳐진 에지가 함께 접합되도록 발포재 테이프를 나선형으로 감음으로써 형성된 원통체를 포함한다.
본 발명의 제 1 양태에 따라서, 발포재 테이프의 인접한 회선의 에지들이 접합하도록 나선형으로 감아서 원통체를 형성한 발포재 테이프의 구조는 열융착에 의한 결함을 방지하고 최종 단열 파이프 커버에 큰 가요성을 제공한다. 본 발명의 제 1 양태는 간단한 제작 장치의 사용으로 연속적이고 쉽게 제작할 수 있고 발포재 재료의 낭비를 줄일 수 있는, 소망의 두께를 가진 단열 파이프 커버를 제공할 수 있다. 따라서, 여러 종류의 단열 파이프 커버를 소량으로 효과적이고 경제적으로 제작할 수 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따라서, 인접 회선들 사이의 접합(bonding)은 단열 파이프 커버에 안정하고 균일한 형상과, 높은 강도와 우수한 가요성을 제공한다. 본 발명의 제 1 양태에 따른 단열 파이프 커버는 외경에 대해서 어떤 내경을 가져도 좋다. 단열 파이프 커버의 내경은 예를 들어 전형적으로 0.5 내지 4인치(12.7mm 내지 101.6 mm) 사이의 범위이고, 이들의 두께는 전형적으로 20mm 내지 80mm 사이의 범위이고, 특히 양호하게는 30mm 내지 50mm 사이의 범위이다.
"발포재 테이프"란 용어는 본 명세서에서 발포재로 만들어진 긴 스트립 테이프를 의미한다. 발포재 테이프의 폭과 두께는 발포재 테이프가 실제로 가요성이면 어떠한 치수라도 상관없다. 그러나, 30mm와 70mm 사이의 폭과 4mm와 10mm 사이의 두께가 테이프를 감는데 용이하다.
발포재 테이프용 재료는 고단열성을 가진다면 특정 재료에 제한되지 않는다.예를 들어, 독립 기포형(closed-cell) 발포재를 가진 폴리에틸렌을 이 목적으로 사용할 수 있다. 적합하게, 내연성(flame retardant) 플라스틱 발포재로부터 선택하는 것이 좋다.
본 발명의 제 1 양태에 관련해서 상술한 바와 같은 발포재 테이프용 구조나 재료는 제 1 양태에만 국한되지 않고 후술하게 되는 제 2, 3 양태에 적용할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에서, 단열 파이프 커버는 최외단 원통층과 적어도 하나의 내부 원통층을 가진 적층 원통체로 형성되며, 상기 최외단 원통층은 발포재 테이프의 인접 회선들이 이들의 에지에서 서로 맞대기 접합되거나 겹쳐지고 맞대기 접합 또는 겹쳐진 에지들이 함께 접합되도록 발포재 테이프를 나선형으로 감음으로써 형성되며, 상기 적어도 하나의 내부 원통층은 내부 원통형 테이프용으로 상술한 바와 같은 발포재 테이프나 발포재 테이프를 나선형으로 감음으로써 형성된다.
본 발명의 제 2 양태에 따라서, 두꺼운 단열 파이프 커버의 단열성은 보다 개선된다.
각 원통형의 내면과 인접한 내부 원통층의 외면, 즉, 최외단 원통층의 내면과 인접한 내부 원통층의 외면은 열융착으로 함께 접합되거나 접합되지 않을 수도 있다. 양호하게, 상기 적어도 하나의 내부 원통층과 인접한 외부 원통층은 함께 접합됨으로써 최종 단열 파이프 커버의 일체성을 확고히 한다.
내부 원통층은 테이프의 인접 회선의 에지부분들이 서로 분리되거나, 서로 맞대기 결합되거나, 또는 서로 겹쳐지도록 형성될 수 있다.
적층 원통체를 구성하는 한 원통층의 내면과 인접한 내부 원통층의 외면이 열융착 등에 의해 함께 접합된다면, 발포재 테이프의 인접 회선의 맞대기 결합 또는 겹쳐진 에지부분들은 각 원통층에 반드시 접합되지 않아도 된다.
또한, 본 발명의 제 3 양태에서, 단열 파이프 커버는 제 1 원통층용 발포재 테이프의 인접 회선의 에지부분들이 서로 분리되거나, 서로 맞대기 결합되거나 또는 서로 겹쳐지도록 발포재 테이프를 나선형으로 감음으로써 형성된 제 1 원통층과;
제 2 원통층용 발포재 테이프의 인접 회선의 에지부분들이 서로 분리되거나, 서로 맞대기 결합되거나 또는 서로 겹쳐지도록 제 1 원통층상에 제 2 원통층을 위한 상술한 발포재 테이프나 다른 발포재 테이프를 나선형으로 감아서 접합함으로써 형성된 제 2 원통층을 가진 적층 원통체를 포함한다.
본 발명의 제 3 양태에 따라서, 단열 파이프 커버용으로 두껍고 우수한 단일체를 상당히 저비용으로 제작할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에서, 제 2 원통층용 발포재 테이프는 열융착 또는 접착제로 제 1 원통층상에 접합될 수 있다. 접합 경계면의 폭은 제 2 원통층용 발포재 테이프와 제 1 원통층의 표면의 접합이 제 2 원통층의 전체 테이프 폭 또는 일부분을 연결(span)하도록 되어 있다. 즉, 최종 적층 원통 부재의 일체성이 크게 손상되지 않는 한, 제 2 원통층용 발포재 테이프는 제 2 원통층의 테이프 폭을 부분적으로 가로지르며 제 1 원통층의 표면에 접합될 수 있다.
적층 원통체의 층의 수는 필요에 따라서 선택될 수 있고, 3 이상일 수 있다. 층의 수를 3이상으로 하면, 바닥층을 제 1 원통층, 인접한 외부층을 제 2 원통층이라 한다.
본 발명의 제 2 및 제 3 양태에서, 각 원통층용 발포재 테이프는 반드시 서로 평행하게 감겨질 필요가 없다. 예를 들어, 한 원통층용 발포재 테이프는 인접한 외부 원통층용 발포재 테이프를 교차하도록 감겨질 수 있다. 또한, 각 원통층의 테이프의 형상, 재료와 색상은 필요에 따라서 선택할 수 있다. 예를 들어, 최외단 원통층을 위한 발포재 테이프는 다른 원통층에서도 역시 사용될 수 있다. 대안적으로, 여러 발포재 테이프, 즉, 다른 재료로 만든 발포재 테이프 또는 동일 재료로 만든 발포재 테이프 등을 원통층을 형성하는데 사용할 수 있다.
본 발명의 제 2 및 제 3 양태에 따른 단열 파이프 커버에서, 발포재 재료와 다른 재료로 만든 오버코트(overcoat) 테이프는 적층 원통체의 길이를 따라서 적층원통부재의 외면상에 길이방향으로 감겨지거나 접합될 수 있으므로 방수성, 일체성과 외형을 개선할 수 있다. 오버코트 테이프는 예를 들어 알루미늄, 염화폴리비닐, 폴리에틸렌 등으로 만들어질 수 있으며, 적합하게 측면중 하나가 접착제로 코팅된 접착 테이프이다. 이런 오버코트 테이프는 적층 원통체의 외면 전체 또는 부분에 접합될 수 있다. 이러한 테이프는 적층 원통체의 내부 원통층중 하나에 접합될 수 있다. 이런 접합은 접착제 또는 열융착의 사용으로 달성될 수 있다. 단열 파이프 커버의 내부 중공 부분의 단면을 어떠한 형상, 예를 들어, 원형, 삼각형 또는 타원으로 해도 좋다.
아래에 단열 파이프 커버를 제작하는 양호한 방법에 대해서 기술하겠다. 먼저, 제 1 원통층용 발포재 테이프를 맨드렐(mandrel) 둘레로 나선형으로 감고, 발포재 테이프의 인접 회선의 에지부분들을 열융착 등에 의해 접합하고, 이에 의해 제 1 원통층의 단일체를 형성한다.
제 2 및 제 3 원통층을 이와 유사한 방법으로 형성한다. 이렇게 형성된 원통층을 필요시 가압하여 접합을 확고히 한다. 소망의 두께를 가진 단열 파이프 커버를 얻기 위해서, 다수의 원통층을 쌓아서 두께를 맞춘 다층 구조를 사용할 수 있다. 열융착 방법에 대한 예로서, 예정된 온도를 가지는 고온 공기를 원통층의 외면으로 인접 회선의 결합 에지에 인접하여 불어넣는다.
단열 파이프 커버를 제작하기 위한 다른 양호한 방법에 따라서, 제 1 원통층용 발포재 테이프를 발포재 테이프의 인접 외선의 에지 부분들이 서로 분리되거나, 서로 맞대기 결합되거나 또는 서로 겹쳐질 수 있도록 나선형으로 감는다. 계속해서, 제 2 원통층용 다른 발포재 테이프를 제 1 원통층 둘레에 감고, 동시에 제 1 원통층 둘레의 다른 발포재 테이프를 접착제 또는 열융착에 의해 접합한다. 제 2 원통층용 또 다른 발포재 테이프를 또 다른 발포재 테이프의 인접 회선의 에지들이제 1 원통층의 경우와 같이 서로 분리되거나, 서로 맞대기 결합하거나 또는 서로 겹쳐지도록 감겨질 수 있다.
제 2 원통층용 또 다른 발포재 테이프를 제 1 원통층상에 열융착하는 경우,예정된 온도를 가지는 고온 공기를 또 다른 발포재 테이프가 제 1 원통층 둘레에 감겨지기 전에 제 1 원통체와 직면하는 또 다른 발포재 테이프의 표면에 불어넣어서, 또 다른 발포재 테이프의 표면을 용융하고, 그리고 제 1 원통층 둘레로 또 다른 발포재 테이프를 가압하에서 감는다.
맨드렐로서 중실 샤프트(solid shaft)나 원통관을 사용할 수 있다. 맨드렐의단면은 제작될 단열 파이프 커버의 내면의 형상에 의해 결정되고, 원형과 같은 어떠한 특정 형상으로 제한하지 않고, 도 10에 도시한 바와 같은 사각형상 또는 도11에 도시한 바와 같은 삼각형상이 될 수도 있다. 맨드렐 또는 원통층 둘래에 발포재 테이프를 감는 동안 발포재 테이프에 가해진 장력은 발포재 테이프의 재료, 권선 동안의 발포재 테이프의 설계 죄임 강도(designed tightening strength), 최종단열 파이프 커버의 설계 기계 강도 등에 의존한다. 따라서, 장력은 실험 또는 테스트를 통해 결정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 단열 파이프 커버는 종래 단열 파이프 커버에 비해 다음과 같은 장점을 가진다.
(1) 단열 파이프 커버를 반경방향과 길이방향으로 양방향에 대해서 두께와 단면을 균일하게 형성할 수 있어서, 반경방향과 길이방향에 대해 균일한 단열과 기계적 강도를 제공할 수 있다. 특히, 본 발명의 제 3 양태에 따라서, 원통층들이 함께 접합되기 때문에, 단열 파이프 커버의 구조를 일체로 유지하고 상당히 높은 가요성을 제공한다.
(2) 원통층들 사이에 간격이 생길 가능성이 없기 때문에, 단일체로서의 강성을 유지한다. 또한 종래 다층 단열 파이프 커버와 대조적으로, 거의 주름을 형성하지 않는다.
(3) 원통층을 다른 재료의 여러 발포재 테이프로 만들 수 있기 때문에, 단열성과, 굽힘, 전단과 인장 성질과 같은 기계적 성질과, 가요성을 포함하는 단열 파이프 커버의 성질을 여러 가지로 설계할 수 있다.
(4) 단열 파이프 커버 제품을 굽힐 때, 발포재 테이프의 각 회선은 내향으로 굽혀진 부분에서 수축되고 외향으로 굽혀진 부분에서 넓어지므로, 큰 가요성을 제공한다. 특히, 발포재 테이프의 인접 회선들이 함께 접합되지 않으면, 큰 가요성을 얻을 수 있다.
(5) 발포재 테이프를 감아서 형성된 원통층은 쉽게 파이프 커버의 소망의 길이를 제공한다.
(6) 발포재 재료의 낭비를 감소하고 제작시 다이를 사용하지 않기 때문에, 제작 비용을 낮출 수 있다.
지금, 본 발명을 첨부도면을 참고로 실제 실시예를 근거로 보다 상세히 설명하겠다.
[실시예 1]
도 1A와 도 1B는 제각기 실시예 1에 따른 두꺼운 단열 파이프 커버를 도시하는 부분 측단면도와 단면도이다. 단열 파이프 커버(20)는 방사 외향방향에서 보아서 연속적으로 제 1 원통층(22), 제 2 원통층(24), 제 3 원통층(26)과 알루미늄 테이프로 만든 오버코트(27)를 포함하는 적층 원통체를 포함한다.
제 1 원통층(22), 제 2 원통층(24), 제 3 원통층(26)의 각각을 후술한 바와 같이 맨드렐, 제 1 원통층(22)과 제 2 원통층(24) 둘레에 발포재 테이프를 나선형으로 감으면서 균일한 장력을 가해서 형성한다. 각 발포재 테이프의 회선 사이에 공간이 남지 않아서 원통 형상으로 일련의 연속 회선을 형성한다. 제 1 원통층(22)에서, 발포재 테이프의 인접 회선의 에지들을 함께 접합하여 도 2에 도시한 바와같이 제 1 원통층(22)의 외면상에 도면부호 28로 표시된 나선형 접합 경계면을 형성한다. 제 2 원통층(24)은 제 2 원통층(24)용 발포재 테이프의 회선의 에지가 아래의 제 1 원통층(22)용 발포재 테이프의 중심에 정렬해서 이것을 따라서 연장하도록 제 1 원통층(22)상에 형성된다. 제 3 원통층(26)은 제 3 원통층(26)용 발포재 테이프의 회선의 에지가 제 2 원통층(24)의 경우와 유사하게 배열되도록 제 2 원통층(24) 위에 형성된다.
단열 파이프 커버는 제 1 원통층(22)의 내경이 32mm이고, 외경이 48mm이고, 제 2 원통층(24)의 외경이 64mm이고, 제 3 원통층(26)의 외경이 80mm인 치수를 가진다.
발포재 테이프는 50mm 폭과 8mm의 두께를 가지고 내열성 및 내연성 독립 기포형 발포 폴리에틸렌으로 만들어지고 33 그램/리터의 밀도와 80%와 90% 사이의 독립 기포율(closed-cell rate)을 가진다.
도 2를 참조하면, 단열 파이프 커버(20)를 제작하기 위한 장치가 도시되어 있다. 장치(30)는 일정한 회전 속도로 회전하고 일정속도로 축방향으로 전진하는 맨드렐(32)과; 상기 맨드렐(32)을 향해 고온공기를 불어넣도록 맨드렐(32) 아래에 위치된 제 1 열융착 히터(34) 및 제 2 열융착 히터(36)와; 제 1 테이프(38), 제 2 테이프(40) 및 제 3 테이프(42)를 각각 감고 있는 테이프 릴(tape reel:도시생략)을 포함한다. 각 열융착 히터의 출력은 1kW이다. 제 2 테이프(40)를 감기 위한 시작위치는 고온공기가 제 1 열융착 히터(34)로부터 불어지는 위치에 놓여있다. 제 3 테이프(42)와 알루미늄 시트(44)를 감기 위한 시작위치는 제각기 한 회선 감기전의위치와 감고 난 후의 위치로서, 이 위치는 고온공기가 제 2 열융착 히터(36)로부터 송풍되는 곳이다. 본 실시예의 단열 파이프 커버(20)의 제작에 있어서, 유사한 치수를 가지고 동일한 플라스틱 발포재료로 만든 제 1 테이프(38), 제 2 테이프(40)와 제 3 테이프뿐만 아니라 한 측면에 접착제 표면을 가진 알루미늄 테이프(44)가 사용된다. 먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 맨드렐(32)이 일정한 회전 속도로 회전되며 축방향으로 전진하면, 제 1 테이프(38)는 맨드렐(32) 둘레에 감겨진다. 특히, 제 1 테이프(38)를 맨드렐(32) 둘레에 나선형으로 감음으로써 인접 회선들 사이의 간격이 없고 인접 회선들이 서로 겹쳐지지 않는다. 제 1 열융착 히터(34)로부터 나온 고온공기는 인접 회선의 결합부(48)로 송풍되며, 이 결합부에서 회선(45)과 인접 회선(46)의 에지들이 서로 맞대기 결합되어 에지들이 함께 용융됨으로써 나선형 접합부(28)를 형성한다. 그러므로, 발포재 테이프의 일련의 회선들을 포함하는 제 1 원통층(22)을 얻는다. 제 1 원통층(22)의 형성 동안 제 1 테이프(38)에 가해진 장력은 제 1 발포재 테이프(38)를 느슨하게 하지 않을 정도로 하면 좋다.
제 1 원통층(22)이 코어로서 맨드렐(32)을 사용해서 형성되어질 때, 제 2 발포재 테이프(40)는 제 2 도에 도시한 바와 같이, 제 1 테이프(38)를 감는 경우와 유사하게 제 1 원통층(22)의 형성부분의 외면 둘레에 감겨진다. 감는 동안에, 제 2 발포재 테이프(40)의 회선의 에지는 제 1 원통층(22)을 이루는 제 1 발포재 테이프의 중심을 따라서 위치설정된다. 제 2 발포재 테이프(40)가 감겨질 때에, 제 2 테이프의 에지부분들은 제 1 테이프(38)의 에지부분들과 함께 제 1 열융착 히터(34)에 의해 열로 용융됨으로써 제 1 원통층(22)을 제 2 발포재 테이프(40)에 열로 접합하고 뿐만 아니라 제 2 발포재 테이프(40)의 인접 회선의 에지들을 함께 열로 접합한다. 이렇게 열로 용융된 제 2 발포재 테이프(40)는 제 2 원통층(24)을 구성한다.
제 3 원통층(26)은 제 2 원통층(24)을 형성하는 것과 유사한 방법으로 형성된다. 제 3 발포재 테이프(42)는 제 2 원통층(24)의 외면 둘레에 감겨지고, 제 2 열융착 히터(36)로부터 나온 고온공기는 결합부로 송풍되고, 이 결합부에서 제 3 테이프(42)의 인접 회선들의 에지들이 서로 결합함으로써 에지들을 서로 열로 용융한다. 오버코트(27)는 알루미늄 테이프(44)로 만들어지며, 이 알루미늄 테이프가 그들의 접착 표면이 제 3 원통층(26)과 대면하도록 제 3 원통층(26) 둘레에 감긴다.
제 1 원통층(22), 제 2 원통층(24)과 제 3 원통층(26)을 상술한 열융착 대신에 예를 들어 접착제를 사용해서 접합함으로써 만들 수 있다. 또한 알루미늄 테이프(44)를 제 3 원통층(26)이 형성된 후, 길이방향으로, 즉, 단열 파이프 커버의 길이를 따라서 연장하면서 단열 파이프 커버상에 부착할 수 있다.
단열 파이프 커버(20)를 가압하기 위한 프레스 롤러(press roller:도시 생략)가 필요에 따라서 적절한 위치에 제공될 수 있으므로 접합과 형성공정을 용이하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 단열 파이프 커버(20)를 맨드렐(32)상에 형성한 후, 단열 파이프 커버(20)를 맨드렐(32)로부터 제거한다.
대안적으로, 맨드렐(32)을 단열 파이프 커버(20)의 제작부분으로부터 뽑아낼 수 있다. 단열 파이프 커버(20)의 제거를 용이하게 하기 위해서, 테이프를 감는 동안에 발포재 테이프에 가해진 장력을 제어하는 것이 좋다.
실시예 1에 따른 단열 파이프 커버(20)는 아래의 장점을 가진다.
(1) 종래 단열 파이프 커버의 경우에서 발포재 재료의 치수에 의해 제품의 치수가 제약되었으나, 간단한 장치를 사용해서 단열 파이프 커버의 소망의 두께와 길이를 얻을 수 있다.
(2) 각 원통층의 나선형 감기에 의해 형성된 구조가 원통층 사이의 간격을 발생하지 않는다. 발포재 테이프의 재료, 색상과 치수를 소망의 조합을 가지도록 원통층들에 따라 변경할 수 있다. 종래의 다층 단열 파이프 커버와 대조적으로, 거의 주름을 형성하지 않는다. 여러 원통층내의 테이프 에지가 서로 정렬되지 않도록 테이프 에지들의 위치를 길이방향으로 이동할 수 있다.
(3) 보다 적은 수의 제작 단계로 간단한 제작장치의 사용으로 긴 단열 파이프 커버를 연속적으로 제작할 수 있다. 제작장치의 맨드렐은 단열 파이프 커버의 소망의 두께와 일정한 내경을 제공할 수 있다. 단일 맨드렐은 여러 단열 파이프 커버에 대해 다른 두께를 제공할 수 있다. 더욱이, 종래 방법과 대조적으로, 고가의다이를 사용할 필요가 없다.
[실시예 2]
도 3A와 도 3B는 실시예 2로서 본 발명의 제 3 양태에 따른 두꺼운 단열 파이프 커버를 도시한다. 이 실시예에서 발포재 테이프의 인접 회선의 에지들은 서로 분리되어 있다. 단열 파이프 커버(50)는 외향 반경방향에서 보아서 연속적으로 실시예 1의 제 1 원통층(22)과 유사한 구조를 가진 제 1 원통층(52), 제 2 원통층(54), 제 3원통층(56)과 제 4 원통층(58)을 포함하는 적층 원통체를 포함한다.
제 1 원통층(52)은 실시예 1의 제 1 원통층(22)과 유사하게 형성된다. 제 2 원통층(54)과 제 4 원통층(58)은 제각기 실시예 1에 사용된 것과 유사하게 제 2 발포재 테이프(68)와 제 4 발포재 테이프(도시 생략)로 형성된다. 제 3 원통층(56)은 제 2 테이프(68)의 폭의 1.6배의 폭을 가진 것을 제외하고는 제 2 테이프(68)와 유사한 제 3 테이프(70)로 형성된다.
제 2 원통층(54)을, 제 2 발포재 테이프(68)의 인접 회선들 사이의 제 2 발포재 테이프(68)의 폭과 같은 폭을 가진 공간이 제공되도록 제 1 원통층(52) 둘레에 제 2 테이프(68)를 나선형으로 감아서 형성한다. 제 3 원통층(56)을, 제 3 발포재 테이프(70)의 인접 회선들 사이의 제 3 발포재 테이프(70)의 폭과 같은 폭을 가진 공간이 제공되도록 제 2 원통층(54) 둘레에 제 2 테이프(70)를 나선형으로 감아서 형성한다. 제 4 원통층(58)을, 제 4 발포재 테이프의 인접 회선들 사이에 공간을 제공하지 않고 제 4 테이프의 인접 회선이 서로 겹쳐지지 않도록 제 3 원통층(56) 둘레로 제 4 발포재 테이프를 감아서 형성한다. 제 1 원통층과 제 2 원통층은 함께 접합되고, 제 2 원통층과 제 3 원통층이 함께 접합된다.
도 4는 도 3A와 도 3B의 단열 파이프 커버를 제작하기 위한 장치(60)를 도시한다. 제작장치(60)는 맨드렐(62)과, 각각 상기 맨드렐(62)을 향해 고온공기를 불어넣기 위한 제 1 열융착 히터(도시 생략), 제 2 열융착 히터(64), 제 3 열융착 히터(66)와 제 4 열융착 히터(도시 생략)를 포함한다.
실시예 1의 단열 파이프 커버를 제작하는 방법과 대조적으로, 각 원통층을 단일 단계로 형성한다. 단열 파이프 커버(50)를 제작하는 방법은 제 1 원통층(52)을 형성하는 제 1 단계와, 제 2 원통층과 제 3 원통층을 동시에 형성하는 제 2 단계와, 제 4 원통층을 형성하는 제 3 단계를 포함한다.
단열 파이프 커버(50)를 제작하는 방법은 도 4를 참고로 후술하겠다. 제 1단계는 실시예 1과 유사하게 제 1 원통층(52)을 형성함으로써 달성된다. 그리고 나서 제 2 단계는 도 4에 도시한 바와 같이, 제 2 테이프(68)의 인접 회선들 사이의 제 2 테이프(68)의 폭과 동일한 폭을 가진 공간을 제공하도록 제 1 원통층(52) 둘레에 제 2 테이프(68)를 나선형으로 감음으로써 달성된다. 제 2 단계동안, 제 2 발포재 테이프(68)의 내면을 제 2 열융착 히터(64)로부터 열을 가하여 열로 용융함으로써 제 1 원통층(54)상에 제 2 테이프(68)를 열로 접합한다. 열로 접합된 제 2 테이프(68)는 나선형 제 2 원통층(54)을 구성한다.
제 2 테이프(68)를 감는 동안, 또한 제 3 테이프(70)를 제 2 원통층(54)의 외면 둘레에 감고, 제 3 발포재 테이프(70)의 내면을 제 3 열융착 히터(66)로부터 나온 열을 가하여 용융하여 제 2 원통층(54)상에 제 3 테이프(70)를 열로 용융한다. 이 단계에서, 제 3 테이프(70)를 감아서 제 2 원통층(54)내에 형성된 공간을 덮는다.
그러므로, 제 1 원통층, 제 2 원통층과 제 3 원통층(56)에 의해 이루어지는 공기층(72)(도 3A와 도 3B 참조)이 형성된다. 상술한 바와 같이, 제 3 원통층(56)은 제 3 테이프(70)의 인접 회선들 사이의 제 2 테이프(68)의 1/4 폭을 각각 가지는 공간들을 구비한다.
제 3 단계에서, 제 4 테이프의 인접 회선들 사이에 공간이 남아있지 않도록 제 3 원통층(56) 둘레에 제 4 테이프(도시 생략)를 나선형으로 감으면서, 제 1 원통층(52)을 형성하는 것과 유사한 방법으로 제 4 열융착 히터를 사용함으로써 제 4 원통층(58)을 형성한다. 이 방법으로, 제 2 원통층(54), 제 3 원통층(56)과 제 4 원통층(58)으로 이루어지는 공기층(74)(도 3A와 도 3B 참조)이 형성된다.
제 2 원통층(54)용 발포재 테이프의 폭은 엄격하게 균일해야 할 필요는 없지만, 거의 균일한 것이 좋다. 이것은 또한 제 3 원통층(56)에도 적용될 수 있다. 이렇게 만들어진 단열 파이프 커버(50)를 가압하는 롤러(도시 생략)는 필요에 따라서 적절한 위치에 제공할 수 있다.
실시예 2는 실시예 1의 장점(1) 내지 (3)외에, 단열 파이프 커버가 공기층에 의해 우수한 단열성을 가지고 파이프 커버의 재료비와 중량을 감소하는 장점을 제공한다.
아래의 실시예 3 내지 실시예 7은 본 발명의 제 1 양태의 예들이며, 여기서 발포재 테이프의 인접 회선들이 서로 접합됨으로써 안정한 형상의 단열 파이프 커버를 실현한다.
[실시예 3]
도 5는 실시예 3에 따른 단열 파이프 커버를 도시한다. 단열 파이프 커버(75)는 단층 단열 파이프 코어(76)와, 상기 단층 단열 파이프 코어(76) 둘레에 나선형으로 감겨진 원통층(78)을 포함한다. 단열 파이프 커버(75)의 제작시, 단층 단열 파이프 코어(76)를 앞에 언급한 바와 같이 종래 다층 단열 파이프 커버와 유사한 발포재 시트로 만든다. 다음으로, 맨드렐(32) 대신에 단열 파이프 코어(76)를 사용해서, 원통층(78)을 실시예 1과 유사한 방법으로 형성한다. 또 다른 원통층을 원통층(78)상에 형성할 수 있다. 또 다른 원통층은 또한 아래에 설명된 실시예 4 내지 실시예 7에 적용한다.
[실시예 4]
도 6A는 실시예 4에 따른 단열 파이프 커버를 도시한다. 도 6B에 도시한 바와 같이 평행사변형 횡단면을 가지는 발포재 테이프 C 가 실시예 1에 사용된 제 1 발포재 테이프(38) 대신에 이 실시예에서 사용된다. 실시예 4의 단열 파이프 커버(80)는 테이프 C의 인접 회선들이 이들의 에지면에서 서로 접촉되어 있도록 형성된 원통층(81)을 포함한다.
[실시예 5]
도 7은 실시예 5에 따른 단열 파이프 커버를 도시한다. 실시예 5의 단열 파이프 커버(82)는 실시예 1의 제 1 원통층(22) 대신에, 제 1 테이프(38)의 인접 회선들의 에지부분들이 서로 겹쳐지도록 형성된 원통층을 포함한다.
[실시예 6]
도 8은 실시예 6에 따른 단열 파이프 커버를 도시한다. 실시예 6의 단열 파이프 커버(84)는 원추형 단열 파이프 커버로서 형성되며, 축방향에서 보아서, 파이프 커버의 직경을 증가시키는 절반 겹침 방식(half-lap manner)으로 실시예 1의 테이프 A를 감아서, 거의 원추형상의 파이프 커버를 형성한다. 테이프의 인접 회선의 겹쳐진 부분을 열융착에 의해 함께 접합한다. 단열 파이프 커버(84)를 예를 들어 파이프 단부에서 사용할 수 있다.
[실시예 7]
도 9는 실시예 7에 따른 단열 파이프 커버를 도시한다. 실시예 7의 단열 파이프 커버(88)는 실시예 1의 것과 유사한 구조를 가진 제 1 원통층(도면에서 도시 생략)과, 제 1 원통층상에 다른 칼라( 예를 들어, 제 1 테이프가 빨간색이고 제 2 테이프가 하얀색)를 가지는 제 1 발포재 테이프(92)와 제 2 발포재 테이프(94)를 동시에 감아서 형성된 줄무늬 형상의 제 2 원통층(90)을 포함한다. 대안적으로, 다른 재료로 만든 제 1 및 제 2 테이프를 줄무늬 형상을 형성하는데 사용될 수 있다. 그러므로, 다른 색상의 줄무늬를 가진 단열 파이프 커버를 형성한다. 이런 줄무늬 단열 파이프 커버는 안정성을 확보하기 위해 장대(pole)의 쿠션으로서 사용될 수 있다.
[실시예 8]
도 13A와 도 13B는 본 발명의 제 3 양태의 다른 예인 실시예 8에 따른 단열 파이프 커버를 도시하며, 여기서 발포재 테이프의 인접 회선들의 에지들은 서로 맞대기 결합되어 있다. 도 13B는 파이프 커버(100)의 종단면을 도시하는 도 13A의 III-III선을 따라 취한 단면도이다.
본 실시예의 단열 파이프 커버(100)는 외향 반경방향에서 보아서 연속적으로 제 1 원통층(102), 제 2 원통층(104)과 제 3 원통층(106)을 포함하는 원통체를 포함한다. 단열 파이프 커버(100)는 실시예 1과 유사한 치수를 가진다.
원통층(102, 104, 106)을 형성하는데 사용된 발포재 테이프는 실시예 1의 단열 파이프 커버(20)를 형성하는데 사용된 발포재 테이프의 것과 동일한 재료, 형상과 치수로 되어 있다.
제 1 원통층(102)을, 균일한 장력을 발포재 테이프에 가하면서 발포재 테이프의 인접 회선의 에지들이 서로 맞대기 결합되어서 원통형상을 형성하도록 맨드렐 둘레에 발포재 테이프를 나선형으로 감아서 형성한다. 유사하게, 제 2 원통층(104)과 제 3 원통층(106)을, 균일한 장력을 발포재 테이프에 가하면서 테이프의 인접 회선의 에지들이 서로에 대해서 맞대기 결합하도록, 제각기 제 1 원통층(102)과 제 2 원통층(104) 둘레에 발포재 테이프를 나선형으로 감아서 형성한다.
또한, 제 1 원통층(102), 제 2 원통층(104)과 제 3 원통층(106)은 발포재 테이프의 각 회선의 에지(108, 110, 112)들이 정렬되지 않도록 감겨진다.
실시예 1과 대조적으로, 발포재 테이프의 인접 회선의 에지들을 접합하고 제 2 원통층(104)용 발포재 테이프를 제 1 원통층(102)상에 열로 용융한다. 유사하게 제 3 원통층(106)용 발포재 테이프를 제 2 원통층(104)상에 열로 용융한다.
제 1 원통층(102)상에 제 2 원통층(104)용 발포재 테이프의 열융착을 위해서, 최종 단열 파이프 커버(100)가 단일체로서 형성될 수 있는 한, 발포재 테이프를 반드시 발포재 테이프의 전체 폭을 가로질러서 제 1 원통층(102)상에 용융할 필요는 없다. 예를 들어, 테이프를 적어도 일부분의 테이프 폭(도 13A에서 A로 표시한 영역)을 가로질러서 용융할 수 있다. 또한 제 3 원통층(106)용 발포재 테이프가 제 2 원통층(104)상에 열로 용융되는 경우에 이런 형태가 적용된다.
단열 파이프 커버(100)를 실시예 2의 단열 파이프 커버(50)의 제작에 사용된 장치(60)와 유사한 장치를 사용해서 제작할 수 있다.
본 실시예의 단열 파이프 커버(100)를 실시예 1의 발포재 테이프의 것과 동일한 발포 플라스틱 재료로 만든, 제 1 발포재 테이프(114), 제 2 발포재 테이프(116)와 제 3 발포재 테이프(118)를 사용해서 제작한다. 제 14 도에 도시한 바와 같이, 맨드렐(62)이 일정한 회전속도로 회전되며 축방향으로 전진되면, 제 1 발포재 테이프(114)는 맨드렐(62) 둘레에 감겨진다. 여기서 인접 회선들 사이의 공간을 남기지 않고 또 인접 회선들이 서로 겹쳐지지 않도록 맨드렐(62) 둘레에 제 1 발포재 테이프(114)를 나선형으로 감는다. 제 1 원통층(102)을 형성하는 동안 제 1 발포재 테이프(114)에 가해진 장력은 제 1 테이프(114)를 느슨하게 하지 않을 정도로 하는 것이 좋다.
제 1 원통층(102)을 코어로서 맨드렐(62)을 사용해서 형성하는 동안, 도 14 도에 도시한 바와 같이, 이렇게 형성된 제 1 원통층(102)의 형성부분의 외면 둘레를 제 1 테이프(114)를 감는 것과 유사한 방법으로 제 2 테이프(116)를 감는다. 감는 동안, 제 2 발포재 테이프(116)의 회선의 에지(110)는 제 1 원통층(102)용 제 1 발포재 테이프(114)의 에지(108)와 정렬되지 않는다. 추가로, 제 2 발포재 테이프(116)가 감겨질 때, 제 2 테이프(116)의 내면은 제 1 열융착 히터(64)에 의해 가열됨으로써 제 1 원통층(102)상에 제 2 테이프(116)를 열로 용융한다. 이렇게 열로 용융된 제 2 테이프(116)는 제 2 원통층(104)을 구성한다.
제 3 원통층(106)은 제 2 원통층(104)과 유사하게 형성된다. 특히 제 3 발포재 테이프(118)는 제 2 원통층(104)의 외면 둘레에 감겨져서 제 3 원통층(106)을 형성한다. 감는 동안, 제 3 발포재 테이프(118)의 회선의 에지(112)는 제 2 원통층(104)용 제 2 발포재 테이프(116)의 에지(110)와 정렬되지 않는다. 추가로, 제 3 발포재 테이프(118)가 감겨질 때, 제 3 테이프(118)의 내면은 제 2 열융착 히터(66)에 의해 가열됨으로써 제 2 원통층(104)상에 제 3 테이프(118)를 열로 용융한다. 이렇게 열로 용융된 제 3 테이프(118)는 제 3 원통층(106)을 구성한다.
실시예 1의 단열 파이프 커버(20)와 유사하게, 알루미늄 테이프를 제 3 원통층(106)이 형성된 후, 길이방향으로, 즉, 단열 파이프 커버의 길이를 따라서 연장하면서 단열 파이프 커버상에 접합할 수 있다.
상술한 바와 같이, 단열 파이프 커버(100)를 맨드렐(62)상에 형성한 후, 단열 파이프 커버(100)를 맨드렐(62)로부터 제거한다. 대안적으로, 단열 파이프 커버(100)를 형성하면서, 이렇게 형성된 단열 파이프 커버(100)의 형성부분으로부터 맨드렐(62)을 뽑아낼 수 있다. 단열 파이프 커버(100)의 제거를 용이하게 하기 위해서, 감는 동안 발포재 테이프에 가해진 장력을 제어하는 것이 좋다.
실시예 8의 단열 파이프 커버(100)는 실시예 1의 장점 외에도 아래의 장점을가진다.
(1) 원통층의 열융착은 가요성을 그대로 유지하면서, 굽힘력과 인장력과 같은 기계적 외부력에 대한 강한 내구성과 단열 파이프 커버의 우수한 단일체를 제공 한다.
(2)어떠한 겹침부분이 없는 각 발포재 테이프의 회선의 에지를 가진 원통층의 결합부의 구조는 원통층 사이에 간격을 형성하지 않고, 단열 파이프 커버의 외면을 매끄럽게 하여 우수하고 편리한 사용법을 제공하는 장점을 제공한다.
(3) 실시예 1과 대조적으로, 발포재 테이프의 인접 회선의 에지를 열로 용융해서 본 실시예를 쉽게 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 단열 파이프 커버를 단열목적 외에도 완충재(buffer), 부양재와 장식재로서 사용할 수 있다.
도 1A는 실시예 1에 따른 두꺼운 단열 파이프 커버의 부분 측단면도.
도 1B는 도 1A의 선 I-I선을 따라 취한 단면도.
도 2는 실시예 1의 단열 파이프 커버를 제작하기 위한 제작 장치를 도시하는 사시도.
도 3A는 실시예 2에 따른 두꺼운 단열 파이프 커버의 부분 측단면도.
도 3B는 도 3A의 선 II-II선을 따라 취한 단면도.
도 4는 실시예 2의 단열 파이프 커버를 제작하기 위한 제작 장치를 도시하는 사시도.
도 5는 실시예 3에 따른 단열 파이프 커버를 도시하는 사시도.
도 6A는 실시예 4에 따른 단열 파이프 커버를 도시하는 측단면도.
도 6B는 실시예 4에 사용된 발포재 테이프의 사시도.
도 7은 실시예 5에 따른 단열 파이프 커버를 도시하는 단면도.
도 8은 실시예 6에 따른 단열 파이프 커버를 도시하는 사시도.
도 9는 실시예 7에 따른 단열 파이프 커버를 도시하는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 단열 파이프 커버의 예의 단면도.
도 11은 본 발명에 다른 단열 파이프 커버의 다른 예의 단면도.
도 12는 종래 단열 파이프 커버의 시시도.
도 13A는 실시예 8에 따른 단열 파이프 커버의 부분 측단면도.
도 13B는 도 3A의 선 III-III선을 따라 취한 단면도.
도 14는 실시예 8의 단열 파이프 커버를 제작하기 위한 제작 장치를 도시하는 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 원통 부재 20: 실시예 1의 단열 파이프 커버
22: 제 1 원통층 24: 제 2 원통층
26: 제 3 원통층 27: 오버코트
28: 접합부 30: 제작 장치
32: 맨드렐(mandrel) 34: 제 1 열융착 히터
36: 제 2 열융착 히터 38: 제 1 테이프
40: 제 2 테이프 42: 제 3 테이프
44: 알루미늄 테이프 45:회선
46: 인접회선 48:결합부
50: 실시예 2의 단열 파이프 커버
52: 제 1 원통층 54: 제 2 원통층
56: 제 3 원통층 58: 제 4 원통층
60: 제작 장치 62: 맨드렐
64: 제 1 열융착 히터 66: 제 2 열융착 히터
68: 제 2 테이프
70: 제 3 테이프 72, 74: 공기층
75, 76: 단열 파이프 커버 78, 81: 원통층
80, 82, 84, 88: 단열 파이프 커버
90: 제 2 원통층 92: 제 1 테이프
94: 제 2 테이프
100: 실시예 8의 단열 파이프 커버
102: 제 1 원통층 104: 제 2 원통층
106: 제 3 원통층
108, 110, 112: 발포재 테이프의 에지
114: 제 1 테이프 116: 제 2 테이프
118: 제 3 테이프
Claims (3)
- 두루 감은 테이프의 회선과 이 테이프에 인접한 테이프의 회선을 측면 에지들이 서로 맞대기 결합하거나 중첩되도록 하여 발포재 테이프를 나선형으로 감아서 서로 맞대기 결합하거나 중첩된 측면 에지끼리 서로 열융착에 의해 접합하여 이루어지는 발포재 내부 원통층과,내부 원통층 위에 두루 감은 테이프의 회선과 이 테이프에 인접한 테이프의 회선을 측면 에지들이 서로 맞대기 결합하거나 중첩되도록 하여 발포재 테이프를 나선형으로 감아서 서로 맞대기 결합하거나 중첩된 측면 에지를 서로 열융착에 의해 접합하여 이루어지는 발포재 외부 원통층을 구비하는적층 원통체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열 파이프 커버.
- 제 1 항에 있어서, 내부 원통층과 외부 원통층과의 사이에 적어도 한 층의 중간 원통층을 구비하고, 이 중간 원통층이, 내부 원통층 또는 중간 원통층 위에 두루 감은 테이프의 회선과 이 테이프에 인접한 테이프의 회선을 측면 에지들이 서로 맞대기 결합하거나 중첩되도록 하여 발포재 테이프를 나선형으로 감아서 서로 맞대기 결합하거나 중첩된 측면 에지를 서로 열융착에 의해 접합하여 이루어지는 발포재 원통체로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단열 파이프 커버.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 발포재와 다른 재료로서 이루어지는 테이프가 적층 원통체의 외측을 두루 감거나 길이방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 단열 파이프 커버.
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