KR100613164B1 - Cryogenic Isulation Panel - Google Patents
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Abstract
공기층의 공기단열공간과 단열재, 단열판 또는, 이들 모두를 구비하여 다중의 단열층을 갖기 때문에 단열성이 극히 우수한 초저온용 단열패널이 제공된다.Since the air insulation space of the air layer and the heat insulating material, the heat insulating plate, or both, having a plurality of heat insulating layers, there is provided a cryogenic insulation panel having extremely excellent heat insulation.
본 발명의 초저온용 단열패널은, 다수의 수직벽들과 상기 수직벽들사이에 단열을 가능토록 제공된 공기단열공간을 구비하고, 상기 수직벽들의 상,하부는 일체로 연결되면서 그 사이에 개구부가 형성된 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상의 합성수지로 구성된 패널모재 및, 상기 패널모재의 상,하측에 일체로 형성되면서 상기 공기단열공간을 밀폐시키고 이중 단열을 가능토록 합성수지 발포체로 구성된 단열재를 포함하여 구성되어 있다.The cryogenic insulation panel of the present invention has a plurality of vertical walls and an air insulation space provided to enable insulation between the vertical walls, and the upper and lower portions of the vertical walls are integrally connected and openings therebetween. The formed unit cells are composed of a panel base material composed entirely of plate-like synthetic resin, and integrally formed on the upper and lower sides of the panel base material to seal the air insulation space and include a heat insulating material composed of a synthetic resin foam to enable double insulation. .
이와 같은 본 발명에 의하면, 액화천연가스(LNG), 액화 헬륨, 액화 질소 등 과 같이 비점이 매우 낮은 상태물질을 저장하는 저장설비(LNG 선박) 등에 사용하는 것이 바람직하며, 특히 공기층의 제 1 단열공간과 단열재 또는 단열판의 제 2 단열층 및 이들 모두를 구비하는 다층의 단열층을 제공하여 단열성이 극히 우수한 것은 물론, 제작이 용이하고 비용도 저렴한 보다 개선된 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is preferable to use in a storage facility (LNG vessel) for storing a state substance having a very low boiling point, such as LNG, liquefied helium, liquefied nitrogen, etc., in particular, the first heat insulation of the air layer By providing a multi-layered heat insulating layer having a space and a second heat insulating layer of the heat insulating material or the heat insulating plate, and both of them, it is possible to obtain a further improved effect as well as extremely excellent heat insulation and easy to manufacture and low cost.
초저온용 단열패널, 단열공기층, 폴리우레탄 발포체, LNG, LNG 선박Cryogenic insulation panel, insulation air layer, polyurethane foam, LNG, LNG vessel
Description
도 1은 종래 초저온용 단열패널을 도시한 개락 사시도1 is an open perspective view showing a conventional cryogenic insulation panel
도 2는 종래의 단열패널에 사용되는 유리섬유의 구조를 도시한 개략도Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of a glass fiber used in a conventional heat insulation panel
도 3은 도 1의 종래 단열패널을 이용한 LNG 선박의 멤브레인구조를 도시한 개략 사시도Figure 3 is a schematic perspective view showing the membrane structure of the LNG vessel using the conventional insulation panel of Figure 1
도 4는 종래 단열패널의 사용상태를 도시한 개략도Figure 4 is a schematic diagram showing a state of use of the conventional insulation panel
도 5는 본 발명에 따른 초저온용 단열패널의 패널모재를 도시한 사진5 is a photograph showing a panel base material of the cryogenic insulation panel according to the present invention
도 6은 본 발명의 단열패널에서 패널모재를 도시한 도 5의 요부 사시도Figure 6 is a perspective view of the main part of Figure 5 showing a panel base material in the thermal insulation panel of the present invention
도 7은 본 발명에 따른 제 1 초저온용 단열패널을 도시한 구조도7 is a structural diagram showing a first cryogenic insulation panel according to the present invention
도 8은 본 발명의 제 2 초저온용 단열패널의 변형예를 도시한 것으로서,8 shows a modification of the second cryogenic insulation panel of the present invention,
(a)는 사시도(a) is a perspective view
(b)는 구조도(b) is a schematic diagram
(c)는 제 2 단열패널의 다른 변형예를 도시한 구조도(c) is a structural diagram showing another modification of the second insulating panel
도 9는 본 발명에 따른 제 3 초저온용 단열패널을 도시한 것으로서,9 shows a third cryogenic insulation panel according to the present invention,
(a)는 분해 사시도(a) is an exploded perspective view
(b)는 구조도(b) is a schematic diagram
도 10은 도 9b의 단열패널을 사용한 예를 도시한 평면도10 is a plan view showing an example using the insulating panel of FIG. 9B
도 11은 본 발명에 따른 제 4 초저온용 단열패널을 도시한 구조도11 is a structural diagram showing a fourth cryogenic insulation panel according to the present invention
도 12는 본 발명에 따른 제 5 초저온용 단열패널을 도시한 것으로서,12 is a view illustrating a fifth cryogenic insulation panel according to the present invention,
(a)는 분해사시도(a) is an exploded perspective view
(b)는 구조도(b) is a schematic diagram
도 13은 본 발명에 따른 제 6 초저온용 단열패널을 도시한 것으로서,FIG. 13 illustrates a sixth cryogenic insulation panel according to the present invention.
(a)는 분해 사시도(a) is an exploded perspective view
(b)는 구조도(b) is a schematic diagram
(c)는 도 13b의 변형예를 도시한 구조도(c) is a structural diagram showing a modification of FIG. 13B
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1a - 1f'..... 본 발명의 초저온용 단열패널들1a-1f '..... Cryogenic insulation panels of the present invention
10.... 단위셀 12.... 수직벽10 ....
14.... 공기단열공간 16.... 개구14 ....
18.... 수직벽 연결부위 20,20',20a,20b.... 패널모재18 ....
30.... 단열재 40,40'.... 단열벽30 ....
50.... 단열판 60.... 접착층50 .... insulation 60 .... adhesive layer
본 발명은 초저온용 단열패널에 관한 것이며, 보다 상세히는 액화천연가스 (LNG), 액화 헬륨, 액화 질소 등 과 같이 비점이 매우 낮은 상태물질을 저장하는 저장설비(LNG 선박) 등에 사용하는 것이 바람직하며, 특히 공기층의 제 1 단열공간과 단열재 또는 단열판의 제 2 단열층 및 이들 모두를 구비하는 다층의 단열층을 제공하여 단열성이 극히 우수한 것은 물론, 제작이 용이하고 비용도 저렴한 초저온용 단열패널에 관한 것이다.The present invention relates to a cryogenic insulation panel, and more particularly, it is preferably used for storage facilities (LNG vessels) for storing state substances having a very low boiling point such as liquefied natural gas (LNG), liquefied helium, liquefied nitrogen, etc. In particular, the present invention relates to an ultra-low temperature insulation panel for providing excellent heat insulation, as well as being easy to manufacture and inexpensive by providing a multi-layered heat insulating layer including a first heat insulating space of an air layer and a second heat insulating layer of a heat insulating material or a heat insulating plate, and both.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG' 라 한다), 액화 헬륨, 액화 질소 등의 비점이 낮은 상온 가스 상태 물질을 액화 저장하는 저장 설비에서는 초저온용 단열패널이 사용된다.Cryogenic insulation panels are used in storage facilities that liquefy and store liquefied natural gas, such as liquefied natural gas (LNG), liquefied helium, and liquefied nitrogen.
한편, 저장설비의 일예인 LNG 선박은 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -163℃ 의 온도로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색투명한 초저온 액체의 LNG를 저장 운송한다.On the other hand, LNG vessels, an example of storage facilities, store and transport LNG of colorless, transparent cryogenic liquid whose natural gas, which contains methane as its main component, is cooled to a temperature of -163 ° C and its volume is reduced to one hundredth.
즉, 이와 같은 LNG 선박은 근래 주요 에너지자원으로 사용되는 LNG를 생산지로 부터 수요지까지 대량으로 수송하기 위한 것으로, 이와 같은 LNG 선박은 -163℃ 의 초저온에도 견딜 수 있는 탱크를 구비하는 독립형과 맴브레인형으로 나누어 진다.In other words, such LNG vessels are designed to transport large quantities of LNG, which is used as a major energy resource, from the production site to the demand site in recent years. Such LNG vessels have a stand-alone and membrane type having a tank capable of withstanding ultra-low temperatures of -163 ° C. Divided into
한편, LNG 선박, 지상의 LNG 저장용 대형 탱크와 같은 저장설비에서는 초저온용 단열패널이 사용되어야 하는데, 이와 같은 초저온용 단열패널은 낮은 열전달율을 갖는 우수한 단열성능이 요구되면서, 동시에 단열패널의 전체적인 측면에서는 물리적강도가 요구된다. On the other hand, cryogenic insulation panels should be used in storage facilities such as LNG vessels and large tanks for storing LNG on the ground. Such cryogenic insulation panels require excellent insulation performance with low heat transfer rate, and at the same time the overall aspect of the insulation panels. Requires physical strength.
즉, 이와 같은 초저온용 단열패널은, 저장설비의 용기 내,외계간의 온도차에 의해 생기는 구겨짐과 응력에 견디어 균열(crack)이 발생되지 않을 정도의 강도가 구비되어야 하며, 단열패널들간의 적층 시공시 극간이 발생하지 않도록 두께 정밀도도 유지되어야 한다.That is, such ultra low temperature insulation panels should be provided with a strength that does not cause cracks withstand wrinkles and stress caused by the temperature difference between the inside and outside of the container of the storage facility, and when laminated construction between the insulation panels Thickness precision must also be maintained to avoid gaps.
한편, 이와 같은 초저온용 단열패널의 재질로 사용되는 것중 대표적인 것은 경질의 폴리우레탄 발포체(foam)인데, 이와 같은 폴리우레탄 발포체는 가장 우수한 저온 단열성능을 가지고 있는 것으로 알려져 있고, 따라서 상온 가스 상태 물질의 액화 저장 설비의 초저온용 단열재로서 주로 사용된다.On the other hand, one of the materials used for the material of such cryogenic insulation panels is a rigid polyurethane foam (polyurethane foam), such a polyurethane foam is known to have the most excellent low-temperature insulation performance, and therefore the It is mainly used as cryogenic insulation for liquefaction storage facilities.
즉, 폴리우레탄 발포체(polyurethane foam)은 폴리우레탄이 뼈대인 다공(多孔)제품으로서, 이소시안산염화합물과 글리콜의 반응으로 얻어지는 폴리우레탄을 구성재료로 하고, 구성성분인 이소시안산염과 다리결합제로 쓰는 물과의 반응으로 생기는 이산화탄소와 프레온과 같은 휘발성 용제(溶劑)를 발포제(發泡劑)로 섞어서 만드는 발포제품으로 통상적으로 사용된다.In other words, polyurethane foam is a porous product made of polyurethane as a skeleton, and the polyurethane obtained by the reaction of isocyanate compound and glycol is used as a constituent material, and isocyanate and a bridge binder as constituents. It is commonly used as a foaming product made by mixing volatile solvents such as carbon dioxide and freon produced by reaction with water and using a blowing agent.
그런데, 이와 같은 폴리우레탄 발포체는, 발포체의 겉보기 밀도(bulk density)를 비교적 자유롭게 조절할 수 있으며, 현장에서 손쉽게 발포시킬 수 있고, 그 굳기 정도에 따라 초연질(超軟質), 연질(반경질)(半硬質), 경질 등의 여러 굳기를 가지는데, 특히 경질 발포체는 강성(剛性)이 있고 단열성(斷熱性)과 저온특성이 좋기 때문에 초저온용 단열재로 사용되는 것이다.However, such a polyurethane foam can control the bulk density of the foam relatively freely, can be easily foamed in the field, and depending on the degree of rigidity, super soft, soft (semi-hard) ( 가지), it has a variety of hardness, such as hard, in particular, the rigid foam is used as a cryogenic heat insulating material because of the rigid (剛性), good heat insulating properties and low temperature properties.
한편, 이와 같은 폴리우레탄 폼을 이용한 초저온용 단열재는 저장설비 즉, LNG 선박 등의 저장설비 내,외계의 온도차에 의해 발생되는 구겨짐, 응력에 견딜 수 있는 강도에 대응하기 하여여 유리섬유의 장섬유의 매트를 경질 폴리우레탄 발포체 내에 내재시켜, 유리섬유 강화 경질 폴리우레탄 발포체(R-PUF)를 근래에 주로 사용하고 있다.On the other hand, ultra-low temperature insulation material using polyurethane foam corresponds to the strength that can withstand the wrinkles and stresses caused by the temperature difference between the inside and outside of storage facilities, that is, LNG vessels, etc. Is embedded in a rigid polyurethane foam, and a glass fiber reinforced rigid polyurethane foam (R-PUF) is mainly used in recent years.
이때, 이와 같이 초저온용 단열패널의 재료로 사용되는 유리섬유(glass fiber)는 용융한 유리를 섬유모양으로 한 광물섬유로서 그 특성은, 고온에 견디며, 불에 타지 않고, 흡수성이 없고, 흡습성이 적으며, 화학적 내구성이 있기 때문에 부식하지 않고, 특히 인장강도가 강하며, 신장률이 적고, 전기 절연성이 크며, 내마모성이 적고, 비중은 나일론의 2.2배, 무명의 1.7배이고, 보온,보냉재(保冷材)등에 주로 사용된다.At this time, the glass fiber used as the material of the cryogenic insulation panel is a mineral fiber made of molten glass as a fiber, and its characteristics are high temperature, non-burning, absorptive and hygroscopic. It is small and does not corrode because of its chemical durability, especially tensile strength is low, elongation is low, electrical insulation is large, wear resistance is low, specific gravity is 2.2 times of nylon, 1.7 times of cotton, heat insulation, cold insulation Mainly used for).
따라서, 현재에는 LNG 선박 등의 초저온 저장설비의 단열패널로서 유리섬유 함유 경질 폴리우레탄 발포체(이하, 'R-PUF' 또는 단지 발포체라 약칭한다)의 단열재를 적층하여 초저온용 단열패널로 사용하고 있다.Therefore, at present, as a heat insulation panel for cryogenic storage facilities such as LNG ships, a heat insulating material of a glass fiber-containing rigid polyurethane foam (hereinafter referred to as 'R-PUF' or simply a foam) is laminated and used as a cryogenic insulation panel. .
한편, 도 1 내지 도 3에서는 이와 같은 R-PUF를 사용하는 초저온용 단열패널 즉, LNG 선박에 적용한 단열패널을 도시하고 있다.On the other hand, Figures 1 to 3 shows a cryogenic insulation panel that uses such R-PUF, that is, an insulation panel applied to the LNG vessel.
예를 들어, 도 1에서는 R-PUF를 사용한 단열패널(100)을 도시하고 있고, 도 2에서는 유리섬유체(110) 즉, 유리섬유(112)사이에 알루미늄 호일(114)을 접착제 (116)로서 접착시킨 유리섬유체(110)를 도시하고 있다.For example, in FIG. 1, the
즉, 도 1의 단열패널(100)은 도 2의 유리섬유체(110)을 포함하는 R-PUF를 발포-가공-접착-프레싱 등의 공정을 거쳐 생산한 것이다.That is, the
한편, 도 3에서는 이와 같은 R-PUF를 이용한 단열패널(100)로서 초저온 저장설비 즉, LNG 선박의 멤브레인을 구성하는 것을 개략 사시도로 도시하고 있다.On the other hand, Figure 3 is a schematic perspective view showing the structure of the cryogenic storage facility, that is, the membrane of the LNG vessel as the
즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 저장설비인 LNG 선박의 멤브레인 외피 (hull)(120)에 여러개의 단열패널(100)들을 적층 배치하고, 단열패널(100)의 외피부분(100a)에는 저장 운송되는 LNG 와 직접 접촉하여 극저온에 의한 수축응력과 충격을 견디는 벽체(primary barrier)인 스테인레스 멤브레인(130)이 장착되고, 이들 단열패널(100)은 R-PUF를 감싸는 틀부(flat panel)(100b)가 제공되고, 이 틀부는 조인트등으로 연결 고정되어 있다.That is, as shown in FIG. 3, a plurality of
그러나, 지금까지 알려진 대부분의 종래 초저온용 단열패널들은 R-PUF를 기본모재로 하여 패널을 구성하고, 이를 초저온 저장설비에 시공한 것으로서, 단열성은 어느정도 충족시키나, 유리섬유를 포함한다 해도 실질적인 저온설비의 내,외계의 온도차에 의한 구겨짐과 충격응력등에 의한 형태유지가 여러운 것이다.However, most of the conventional cryogenic insulation panels known to date constitute a panel using R-PUF as a base material, and they are constructed in an cryogenic storage facility, which satisfies the thermal insulation to some extent, even though it includes glass fiber, and is a substantial low temperature facility. There is a lot of shape maintenance due to wrinkles and impact stress caused by temperature difference between internal and external systems.
예를 들어, 도 4에서 개략적으로 도시한 바와 같이, 저장설비 예를 들어, LNG 선박의 멤브레인 외피(120)와 스테인레스 멤브레인(130)사이의 R-PUF를 이용한 단열패널(100)이 적층된 지금까지의 구조에서는, LNG가 초저온인 -163℃ 의 온도로 저장되기 위하여는 상당한 압력(화살표)이 가해지고, 이때 스테인레스 멤브레인 (130)이 상당한 고압의 내압을 받으면 단열패널(100)이 눌려지고, 결국 외피(120)와의 간격(D)이 감소되면서 열전달에 의한 정상적인 보냉이 이루어 지지 않는 것이다.For example, as schematically shown in FIG. 4, a
또한, R-PUF를 이용하는 지금까지의 초저온용 단열패널은 생산비용이 고비용 이었다.In addition, the cryogenic insulation panel using R-PUF has a high production cost.
한편, 서로 다른 온도영역사이에 공기층의 단열공간을 형성시키어 열전달을 차단하는 것이 단열효과가 가장 큰 것은 주지의 사실이다.On the other hand, it is well known that blocking the heat transfer by forming a heat insulating space of the air layer between different temperature ranges is the largest heat insulating effect.
그런데, 지금까지 초저온용 단열패널에서 공기층을 이용한 단열공간을 갖춘단열패널은 전혀 제안된 바가 없는데, 이는 지금까지 통상적으로 사용하는 R-PUF만으로는 공기층의 단열공간을 갖추면서 구조적인 강도을 유지시키는 것이 불가능한 것이기 때문이다.However, until now, no insulation panel having an insulation space using an air layer has been proposed in the cryogenic insulation panel so far, which is impossible to maintain structural strength while maintaining an insulation space of an air layer using conventional R-PUF alone. Because it is.
이에 따라, 공기층의 단열공간을 갖추어 단열효과를 극대화시키면서도, 초저온 저장설비에 사용하여도 강도가 유지되는 초저온용 단열패널이 요구되어 왔다.Accordingly, there has been a need for a cryogenic insulation panel having a thermal insulation space of the air layer to maximize the insulation effect and maintain strength even when used in an cryogenic storage facility.
또한, 다층의 단열층을 구비하는 초저온용 단열패널이 요구되어 왔다.In addition, there has been a demand for a cryogenic insulation panel having a multilayer insulation layer.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, LNG, 액화 헬륨, 액화 질소 등 과 같이 비점이 매우 낮은 상온 가스 상태물질을 저장하는 저장 설비 예를 들어 LNG 선박 등에 바람직하며, 특히 공기가 채워지는 단열공간을 갖는 패널로서 단열성이 극히 우수하고, 경질 폴리우레탄 발포체와의 결합 제작도 용이한 초저온용 단열패널을 제공하는 데에 있다.
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is preferably a storage facility for storing a gaseous state of a low boiling point, such as LNG, liquefied helium, liquefied nitrogen, such as LNG ships, etc. In particular, the present invention provides an ultra-low temperature insulation panel that has excellent thermal insulation and is easily combined with a rigid polyurethane foam as a panel having an insulation space filled with air.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일측면으로서 본 발명은, 다수의 수직벽들과 상기 수직벽들사이에 단열을 가능토록 제공된 공기단열공간을 구비하고, 상기 수직벽들의 상,하부는 일체로 연결되면서 그 사이에 개구부가 형성된 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상의 합성수지로 구성된 패널모재; 및,
상기 패널모재의 상,하측에 일체로 형성되면서 상기 공기단열공간을 밀폐시키고 이중 단열을 가능토록 합성수지 발포체로 구성된 단열재;
를 포함하여 구성된 초저온용 단열패널을 제공한다.As a technical aspect for achieving the above object, the present invention has a plurality of vertical walls and an air insulation space provided to enable insulation between the vertical walls, the upper and lower portions of the vertical walls are integral Panel base material consisting of a synthetic resin plate-like as a whole unit cells formed with openings therebetween connected to each other; And,
An insulating material formed of a synthetic resin foam so as to be integrally formed on the upper and lower sides of the panel base material to seal the air insulating space and enable double insulation;
It provides a cryogenic insulation panel configured to include.
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또한, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 다수의 수직벽들과 상기 수직벽들사이에 단열을 가능토록 제공되는 공기단열공간을 구비하는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상의 합성수지로 구성된 패널모재; 및,In another aspect, the present invention is a panel base material comprising a plurality of vertical walls and the unit cells having an air insulation space provided to enable heat insulation between the vertical walls are composed entirely of a plate-like synthetic resin; And,
상기 패널모재의 상,하측에 일체로 접착되면서 공기단열공간을 밀폐시키고 이중 단열을 가능하게 하는 단열판;An insulation plate which is integrally bonded to the upper and lower sides of the panel base material to seal the air insulation space and enable double insulation;
으로 구성된 초저온용 단열패널을 제공한다.It provides a cryogenic insulation panel consisting of.
그리고, 기술적인 또 다른 측면으로서 본 발명은, 다수의 수직벽들과 상기 수직벽들사이에 단열을 가능토록 제공된 공기단열공간을 구비하는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상의 합성수지로 구성된 다층의 패널모재; In another aspect, the present invention provides a multi-layer panel base material comprising a plurality of vertical walls and unit cells having an air insulation space provided to enable thermal insulation between the vertical walls, and composed entirely of a plate-like synthetic resin;
상기 패널모재들의 상,하측에 일체로 형성되면서 공기단열공간을 밀폐시키고 이중 단열을 가능토록 합성수지 발포체로 구성된 단열재; 및,Insulation material formed of synthetic resin foam to seal the air insulation space and enable double insulation while integrally formed on the upper and lower sides of the panel base material; And,
상기 패널모재와 단열재 사이에 접착 개재되어 다중 단열을 가능하게 하는 단열판;An insulation plate interposed between the panel base material and the heat insulating material to enable multiple heat insulation;
으로 구성된 초저온용 단열패널을 제공한다.It provides a cryogenic insulation panel consisting of.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 5 및 도 6에서는 본 발명에 따른 초저온용 단열패널에서 구성적 특징 예를 들어, 공기단열공간을 구비함으로서, 단열효율을 극대화시키는 패널모재 (20)를 사진과 요부 사시도로 도시하고 있다.First, in FIGS. 5 and 6, the
즉, 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 초저온용 단열패널에서 사용되는 본 발명의 패널모재(20)는, 무수히 많은 수직벽(12)들과 상기 수직벽들사이에 제공되어 단열효율을 높이는 공기단열공간(14)을 구비하는 단위셀(10)들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성되어 있다.That is, as shown in Figure 6, the
이때, 상기 패널모재(20)는 합성수지를 이용하여 성형시킨 것으로, 그 두께등의 조정이 가능하고, 합성수지 예를 들어, PE,PP 또는 강도가 높은 FRP를 이용하여 제작할 수 있고, 시트형태로 제작하여 본 발명의 단열패널의 제작을 용이하게 할 수 있다.At this time, the
한편, 본 발명의 패널모재(20)는 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 무수히 많은 수직벽(12)들이 패널모재(20)에 가해지는 압력을 견디기 때문에, 실질적인 강도는 매우 강하고, 무수히 많은 수직벽(12)들 사이에 공기단열공간(14)이 형성되면서 하나의 단위셀(10)들이 모여서 하나의 판상으로 제공되므로 실제로는 일체로 연결된 구조체이다.On the other hand, the
이때, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 패널모재(20)의 단위셀(10)의 수직벽(12)의 상,하부는 일체로 연결되어 있고, 이 연결부위(18)의 내측은 개구부(16)로 형성되어 다음에 설명하는 단열재(30)의 부분 충진이 가능하고, 이때 상기 수직 벽(12)들의 상,하측 연결부위(18)는 다음에 설명하는 단열재(30)의 패널모재 이탈을 방지하는 이탈방지턱의 기능도 제공한다.At this time, as shown in Figure 6, the upper and lower portions of the
다음, 도 7에서는 본 발명에 따른 제 1 단열패널(1a)을 도시하고 있다.Next, FIG. 7 illustrates a first
즉, 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 단열패널(1a)은 앞에서 설명한 패널모재(20)와, 상기 패널모재(20)의 상,하측에 일체로 형성되면서 공기단열공간(14)을 밀폐시키는 단열재(30)로 구성되어 있다.That is, as shown in Figures 6 and 7, the first heat insulating panel (1a) of the present invention is formed integrally above and below the
따라서, 단열재(30)가 상기 패널모재(20)의 상,하측 개구부(16)를 통과하여 공기단열공간(14)의 일부분 충진되면서 공기단열공간(14)을 밀폐시키면서 패널모재 (20)의 상,하측에 일체로 덮여지는 상태로 형성되어 본 발명의 제 1 단열패널(1a)은 단열재(30)와 패널모재(20)의 내측 밀폐된 공기단열공간(14)에 의하여 이중의 단열공간(층)을 구성하는 것이고, 결국 그 만큼 단열성이 우수한 것이다.Therefore, the
이때, 상기 단열재(30)는 상기 패널모재(20)의 상,하측에 일체로 형성된 경질 합성수지 발포체 예를 들어, 앞에서 설명한 바와 같이, 보냉재로 사용되는 경질 폴리우레탄 발포체(foam)로 이루어 지고, 이와 같은 폴리우레탄 발포체는 발포 수지액을 패널모재(20)의 상하측면상에 도포시키면 발포되면서 상기 단열재(30)로 제공되고, 이때 패널모재(20)의 단위셀 개구(16)를 통하여 단열재는 공기단열공간 (14)의 상,하측에 부분 충진되어 일체화되고, 따라서 공기단열공간은 밀폐되어 공기 단열공간으로 제공된다.At this time, the
다음, 도 8에서는 본 발명의 제 2 단열패널(1b)과 그 변형예를 도시하고 있는데, 도 8a에서 도시한 바와 같이, 패널모재(20')의 공기단열공간(14)의 내부에는 단열공간을 가로질러 수직벽(12)들을 연결하면서 단열공간을 분할하는 단열벽(40)을 구비한 구성이다.Next, FIG. 8 illustrates a
따라서, 도 8a 및 도 8b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 단열패널 (1b)은 패널모재(20')의 구조를 개선시킨 것으로, 수직벽(12)들의 중앙부분에 단열벽(40)이 일체로 형성되면서, 공기단열공간(14)을 다시 분할시키어 공기의 유동을 차단시킨 것이고, 결국 단열효과가 도 6의 패널모재(20)에 비하여 더 효과적인 것이다.Therefore, as shown in FIGS. 8A and 8B, the second
이때, 본 발명의 다른 패널모재(20')에서는 도 8b에서 도시한 바와 같이, 단열재 예를 들어, 경질 폴리우레탄 발포체가 패널모재(20')의 상,하측에 일체로 형성되면서 단열벽(40)으로 구획된 공기단열공간(14)을 밀폐시키어 2중의 공기단열공간을 구성하고, 이에 따라 단열효율을 높인 것이다.At this time, in another panel base material 20 'of the present invention, as shown in Figure 8b, the heat insulating material, for example, a rigid polyurethane foam is integrally formed on the upper and lower sides of the panel base material 20' while the
한편, 도 8c는 도 8b의 단열패널(1b)을 변형시킨 단열패널(1b')을 도시하고 있는데, 그 특징은 상기 단열벽(40')을 다층으로 구성하여 단열재(30)와 공기단열공간(14)을 구획한 것으로서, 이경우 단열재(30)인 경질 폴리우레탄 발포체가 형성될 때, 공기단열공간(14)이 확실하게 구획 형성되면서, 단열벽(40')들이 더 구비되기 때문에, 그 만큼 단열효율을 높이는 것이다.Meanwhile, FIG. 8C illustrates a
그리고, 도 8b 및 도 8c에서 도시한 바와 같이, 상기 단열벽(40)(40')에는 단열재(30)인 경질 폴리우레탄 발포체의 형성구조를 견고하게 하는 적어도 하나 이상의 돌기(42)들이 제공될 수 있다.8B and 8C, the
이 경우, 상기 돌기(42)들은 발포 형성되는 경질 폴리우레탄 발포체의 단열 재 (30)가 패널본체(20')의 상하측에 형성될 때,그 성형 구조를 보다 견고하게 하고, 실제 단열패널(1b)(1b')들이 초저온용 단열패널로서 사용될 때, 가해지는 압력이 상기 돌기들에 의하여 보다 강도가 유지되는 형태로 유지되는 데에도 도움이 될 것이다.In this case, when the
다음, 도 9에서는 본 발명의 제 3 단열패널(1c)을 도시하고 있는데, 그 특징은 도 5 및 도 6의 패널모재(20)들을 적층시키면서, 그 내부 공기단열공간(14)의 방향은 엇갈리게 적층시키어 단열패널(1c)의 압착강도를 높이면서, 단열효과를 극대화시킨 것으로, 적층 단열패널이다.Next, FIG. 9 illustrates a third
즉, 도 9a 및 도 9b에서 도시한 바와 같이, 공기단열공간(14)의 방향이 X방향인 제 1 패널모재(20a)와 그 상,하측에는 공기 단열공간(14)의 방향이 Y 방향인 제 2 패널모재(20b)를 적층시키면서, 상기 제 1 패널모재(20a)의 상하측에 단열재 (30)인 경질 폴리우레탄 발포체를 형성시키고, 상기 제 2 패널모재(20b)의 공기단열공간(14)에는 상기 단열재(30)를 일체로 충진 형성시킨 것이다.That is, as shown in FIGS. 9A and 9B, the direction of the
따라서, 본 발명의 제 3 단열패널(1c)은 공기단열공간의 방향이 엇갈린 여러개의 패널모재(20a)(20b)들을 적층시키어 압착강도를 높이면서, 상,하측의 패널모재 (20b)에는 공기단열공간(14)을 단열재(30)로 채워서 형성시키고, 중앙의 패널모재(20a)에는 상,하측에만 단열재(30)를 형성시키어 공기단열공간(14)을 유지시키어 단열패널(1c)의 전체적인 압착강도와 단열효율을 극대화시킨 것이다.Therefore, the third
이때, 실제 제작시에는 상하측의 패널모재(20b)에 단열재(30)를 충진 형성시키고, 상기 상,하측 패널모재(20b)와 중앙의 패널모재(20a)의 상,하측 사이로 단열 재(30)인 경질 폴리우레탄 발포액을 도포하여 이들 패널모재들을 압착시키면서 발포액의 발포시 일체로 접착되면서 도 9b의 단열패널(1c)로 제작된다.At this time, during actual production, the
물론, 패널모재(20a)(20b)들은 개구(16)가 형성되어 있으므로, 3층의 패널모재(20a)(20b)들을 적층시킨후, 단열재(30)를 일체로 중앙의 패널모재(20a)의 내부에는 공기단열공간(14)이 형성되도록 발포액을 충진 형성시키어 제작하는 것도 가능할 것이다.Of course, since the
다음, 도 10에서는 초저온 저장설비 예를 들어, LNG 선박에 제공된 본 발명의 제 3 단열패널(1c)들의 적층 배열상태를 도시하고 있는데, 예를 들어 하나의 단열패널(1c) 즉, 공기단열공간의 방향이 서로 엇갈리게 패널모재들이 적층되면서, 상하측 모재에는 단열재가 충진 형성되고, 중앙측 패널모재(20a)에는 공기단열공간 (14)이 형성된 구조의 단열패널(1c)들이 멤브레인 외피(120)와 스테인레스 멤브레인(130)사이에 벽돌을 적층 시키는 구조로 적층 배열될 수 있다.Next, FIG. 10 illustrates a stacked arrangement state of the
즉, 단열패널들이 접촉하는 인접 단열패널들과의 접촉라인(L)이 서로 엇갈리게 배치하는 것이 압착강도나 단열효과를 높이는 면에서 유리할 것이다.That is, it may be advantageous in that the contact lines (L) with the adjacent insulating panels that the insulating panels are in contact with each other to be alternately arranged in terms of increasing the compressive strength or the thermal insulation effect.
다음, 도 11에서는 본 발명의 제 4 단열패널(1d)을 도시하고 있는데, 이와 같은 제 4 단열패널(1d)은 도 7의 제 1 단열패널(1a)들을 다층으로 적층시키면서, 사이사이에 단열재(30)인 경질 폴리우레탄 발포층이 형성되면서 패널들이 연결 적층되어 하나의 단열패널(1d)에 여러층의 공기단열공간(14)을 형성시킨 것이다.Next, FIG. 11 illustrates a fourth
이 경우, 다층의 공기단열공간은 실제 내,외계의 온도차가 심한 경우에도 온도가 전이되는 것을 효과적으로 차단시키어 초저온의 온도를 그대로 유지하게 할 것이다.In this case, the multi-layered air insulation space will effectively block the temperature transition even when the actual temperature difference between the internal and external systems is severe, thereby maintaining the ultra-low temperature.
물론, 도 11에서는 별도로 도시하지 않았지만, 상기 제 4 단열패널(1d)에서 다층으로 적층되는 패널모재(20)들은 그 공기단열공간의 방향이 층간으로 엇갈리게 하는 것이 압착강도를 증대시키기 때문에 바람직할 것이다.Of course, although not separately illustrated in FIG. 11, the
다음, 도 12에서는 본 발명의 제 5 단열패널(1e)을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 제 5 단열패널(1e)은 수직벽(12)과 상기 수직벽들사이에 제공되는 공기단열공간(14)을 구비하는 단위셀(10)들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성된 패널모재(20a)(20b) 및, 상기 패널모재(20)사이와 외곽으로 일체로 접착되면서 공기단열공간(14)을 밀폐시키면서 이중의 단열을 가능하게 하는 단열판(50)으로 구성되어 있다.Next, FIG. 12 shows a fifth
따라서, 도 12의 제 5 단열패널(1e)은 단열판과 공기단열공간에 의하여 이중의 단열이 수행되면서, 특히 단열판의 강도가 우수한 압축강도가 보강된 것이다.Therefore, while the
이때, 상기 단열판(50)은, 상기 패널모재(20)의 상,하측에 접착제(60)로서 접착되어 공기단열공간을 밀폐시키는 나무판(목질합판), 알루미늄시트, 스테인레스시트 및, 철판중 선택된 하나를 사용하면 된다.At this time, the
따라서, 도 12a에서 도시한 바와 같이, 하나의 패널모재(20a)의 상,하측에 접착제(도 12b의 60) 예를 들어, 패널모재와 상기 나무판(목질합판), 알루미늄시트 스테인레스시트 및 철판중 하나인 단열판을 견고하게 접착시키는 접착제 예를 들어, EVA(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer) 접착제를 사용하여 일체로 접착시키면, 도 12b에서 도시한 바와 같이, 패널모재(20)의 내부 공기단열공간(14)이 단열 판사이에서 밀폐된 상태로 제공되면서, 상기 단열판에 의하여 압축강도가 유지되고, 이는 단열성도 우수하면서 특히 압축강도가 우수한 단열패널을 제공한다.Therefore, as shown in FIG. 12A, an adhesive (60 in FIG. 12B) on the upper and lower sides of one
다음, 도 13에서는 본 발명의 제 6 단열패널(1f)을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 제 6 단열패널(1f)은 공기단열공간(14)의 방향이 서로 엇갈리고, 내부 공기단열공간(14)에 단열재(30)인 경질 폴리우레판 발포체가 채워져 형성된 상,하측의 패널모재(20b)사이에 단열재(30)가 일부분만 충진되는 중앙측 패널모재(20a)가 적층되면서, 단열패널의 외피부분에만 단열판(50)을 접착제(60)로 접착시키어 다층으로 구성한 것이다.Next, FIG. 13 illustrates a sixth
이 경우, 단열판(50)과 패널모재(20b)의 단열재(30) 및 공기단열공간(14)에 의하여 다층으로 열절단이 차단되어 단열성이 극히 우수하고, 동시에 다층의 구조이면서 단열판(50)이 결합되어 압축강도가 높아짐으로서, 전체적으로 구조는 복잡하지만 본 발명의 제 6단열패널(1f)은 단열효율과 압착강도가 극대화될 것이다.In this case, the thermal cutting is blocked in multiple layers by the
이때, 상기 단열판(50)은 앞에서 설명한 바와 같이, 단열성도 우수하고, 강도도 유지시키는 나무판(목질합판), 알루미늄시트, 스테인레스시트 및, 철판중 선택된 하나를 사용하면 된다.In this case, as described above, the
한편, 도 13c에서는 도 13b의 변형된 단열패널(1f')을 도시하고 있는데, 이경우 단열패널의 모서리부위를 감싸는 커버체(52) 예를 들어, 상기 단열판(50)과 같은 재질의 커버체를 제공한 것이다.Meanwhile, in FIG. 13C, the modified
물론, 도 13c에서만 커버체(52)를 도시하였지만, 지금까지 설명한 본 발명의 초저온 단열패널(1a-1f)들은 상기 커버체(52)를 구비할 수 있고, 이때 상기 커버체 (52)는 강도가 높은 나무판(목질합판), 알루미늄시트, 스테인레스시트 및, 철판 등으로 된 커버체(52)를 사용하면 된다.Of course, although the
따라서, 본 발명의 제 6 단열내널의 변형예(1f')은 단열효과도 우수하고, 압착강도도 높아 가장 큰 단열효율을 제공하면서 실제 LNG 선박등에서 사용할 때, 압착되는 것에 의한 단열성 저하를 방지시킬 것이다.Therefore, the modified example 1f 'of the sixth insulation channel of the present invention has excellent insulation effect and high compressive strength, while providing the largest insulation efficiency to prevent deterioration of insulation properties by being squeezed when used in LNG ships. will be.
한편, 앞의 실시예들에서 단열판(50)을 판상으로 설명하고 도시하였지만, 이와 같은 본 발명의 단열패널에서 사용하는 단열판을 내부가 비어있는 중공사각체 예를 들어, 나무판을 내부가 비어있는 밀폐된 중공사각체로 구성하면, 단열판의 내부에 형성되는 공간 즉, 추가로 제공되는 공기단열공간에 의하여 단열패널의 단열성을 보다 높일 수 있어 바람직할 것이고, 또는 이 중공사각체의 내부 공기단열공간을 진공상태로 하면 열전달이 보다 차단되어 바람직할 것이다.On the other hand, although the
이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 단열패널들은, 기본적으로 무수히 많은 수직벽과 공기단열공간을 구비하는 패널모재를 기본으로 하여 단열재와 단열판 또는 적층구조에 따라 초저온용 패널로 사용될 때, 압착강도가 높아 눌려지는 것을 방지시키고, 특히 온도가 전이되는 것을 차단하는 단열성이 우수하여 LNG의 초저온상태를 그대로 유지시키고, 무엇보다도 패널모재를 통한 단열패널의 제작도 용이하고 제작비용도 부담이 없는 것이다.Accordingly, the thermal insulation panels of the present invention described so far, based on a panel base material having a myriad of vertical walls and air insulation space, are used as cryogenic panels according to the insulation and the insulation plate or laminated structure, the compressive strength It prevents being pressed high, in particular, excellent heat insulation to block the transition of temperature to maintain the cryogenic state of LNG as it is, and most of all, it is easy to manufacture the heat insulation panel through the panel base material and there is no burden on the production cost.
이와 같이 본 발명인 초저온용 단열패널에 의하면, LNG, 액화 헬륨, 액화 질 소 등 과 같이 비점이 매우 낮은 상온 가스 상태물질을 저장하는 저장 설비 예를 들어 LNG 선박 등에 사용이 바람직하며, 특히 공기가 채워지는 단열공간을 갖는 패널로서 단열성이 우수하고, 우레탄 발포체(foam)과의 결합 제작이 용이한 우수한 효과를 제공하는 것이다.
As described above, according to the ultra-low temperature insulation panel of the present invention, it is preferable to use the storage equipment for storing gaseous substances having a low boiling point, such as LNG, liquefied helium, liquefied nitrogen, for example, LNG vessels, and the like. Is a panel having a heat insulating space is excellent in heat insulating properties, it is to provide an excellent effect that is easy to manufacture and bonded with a urethane foam (foam).
본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments so far, it will be appreciated that the invention can be varied and modified without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.
Claims (22)
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