KR100752266B1 - 선박용 단열재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 배기관과 같이 고열이 발생하는 부위에 보온 및 단열을 목적으로 장착하는 단열재를 보강섬유와 세라믹섬유 및 유리섬유로 단열층을 구성하고 금속박판을 이용하여 마감함으로써 내구성을 향상시킨 선박용 단열재에 관한 것이다.

본 발명은 선박의 고온부에 단열을 목적으로 장착되는 선박용 단열재에 있어서, 단열대상물(1)의 형태에 따라 재단되며, 단열대상물(1)의 외형을 따라 절곡되어 그 형태를 유지하는 제 1 단열층(100)과, 단열대상물(1)의 형태에 따라 재단되며, 세라믹섬유로 형성되어 상기 제 1 단열층(100)의 상면에 연접하는 제 2 단열층(200)과, 단열대상물(1)의 형태에 따라 재단되며, 유리섬유로 형성되어 상기 제 2 단열층(200)의 상면에 연접하는 제 3 단열층(300)과, 단열대상물(1)의 형태에 따라 상기 제 3 단열층(300)을 감싸도록 재단되며, 금속박판으로 형성되어 단열대상물(1)에 스폿용접에 의하여 장착되는 외피층(400)을 포함하여 구성된다. 이러한 본 발명에 의하면 단열성 및 내구성이 향상되는 이점이 있다.

선박, 배기관, 단열, 스폿용접, 스테인레스 스틸, 유리섬유, 세라믹섬유

Description

선박용 단열재{An Insulatoin for a high temperature part of vessel}

도 1 은 종래 기술에 의한 선박용 단열매트.

도 2 는 종래 기술에 의한 선박용 단열매트의 단면도.

도 3 은 본 발명에 의한 선박용 단열재의 구성을 보인 부분 절개도.

도 4 는 본 발명에 의한 선박용 단열재를 이용하여 단열대상물에 단열재를 장착하는 과정을 도시한 순서도.

도 5 a 내지 도 5c 는 도 4의 순서도에 의하여 선박용 배기관에 단열재를 장착하는 모습을 보인 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1....... 단열대상물 10...... 배기관

100..... 제 1 단열층 120..... 철심

140..... 스펀유리 200..... 제 2 단열층

300..... 제 3 단열층 400..... 외피층

420..... 스폿용접부 500..... 고정사

본 발명은 선박의 배기관과 같이 고열이 발생하는 부위에 보온 및 단열을 목적으로 장착하는 선박 배기관의 단열재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단열재를 보강섬유와 세라믹섬유 및 유리섬유로 단열층을 구성하고 금속박판을 이용하여 마감함으로써 내구성을 향상시킨 선박용 단열재에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 사람이나 화물을 수상운송하기 위해 이용하는 운반도구로, 기관실의 엔진과 항해 조타실의 키 조작반이 그 핵심 구성요소이다.

이 중 기관실의 엔진기관은 발전기를 구동시키는 동력을 제공하는 것으로, 일반적으로 디젤엔진을 많이 사용하며 엔진에 투입되는 연료를 연소시켜 터빈을 구동시킴으로써 추진력을 발생시켜 이동하게 된다.

이때, 배기관은 엔진의 폐열로 인하여 높을 온도를 가지게 되며, 이러한 배기관의 높은 온도는 외부로 전달되어 주위의 인명피해를 가져올 우려가 높다.

따라서, 이러한 위험을 방지하기 위해 1988.02.04일에 재정된 소형선박의 구조 및 설비기준 제5장 제1절 일반사항 제19조[설비기준] 제4항에 의하면 “배기관 및 소음기 등 기관설비의 고온부에는 화재위험 또는 취급자에게 위험을 주지 아니하도록 적당한 방열장치를 하여야 한다.” 라고 고시(告示)되어 있다.

이와 같은 선박의 배기관의 위험요소는 단열매트와 같은 단열체를 사용하여 그 위험을 방지하게 되는데, 이러한 단열매트에 관한 사항은 실용신안 공고번호 제 87-3465호와, 실용신안 공고번호 제20-197902에 단열매트에 관한 내용이 공지되어 있다.

도 1 은 종래 기술에 의한 선박 배기관용 단열매트이고, 도 2 는 종래 기술 에 의한 선박 배기관용 단열매트의 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바에 의하면, 종래 기술에 의한 단열매트(6)는 일정크기로 재단한 세라믹화이터(1)의 상면에 유리솜(Glass Wool,2)을 층합하여 그 외면을 생단의 유리섬유(Glass Cloth,3)로 포삽하고 일측면에 스텐망(4)을 부착하여 다수개의 연결핀(5)으로 꽃아 고정시켜 구성된다.

그리고, 상기 유리섬유(3)는 표면을 고온으로 연소시켜 표면에 일어난 유리조각 보풀을 제거하고, 내부의 세라믹화이터(1)의 상면에 층착되는 유리솜(2)을 일정한 두께의 크기로 봉착한 판체(2a)(2b)로 형성하여 필요한 두께 만큼 다수겹 층합시켜서 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 종래 기술에 의한 단열매트(6)는 스텐망(4)이 부착된 면을 단열시킬 부분과 접면되도록 감거나 덮어 유리섬유로 된 연결끈으로 결속시켜 부착하고, 단열할 부위가 좁거나 넓을 때는 크기에 맞추어 절단하거나 여러장의 단열매트를 서로 붙여 연결끈으로 고정하게 되면 면적에 관계없이 사용할 수 있으며 부분적으로 수리가 가능하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술에 의하면, 단열시킬 부위에 다수개의 단열매트를 절단하여 연결끈으로 고정할 때, 연결부위가 매끄럽지 못하여 외관을 해치게 되는 문제점이 있다.

그리고, 유리섬유의 동공부(Air pocket)를 통해 외부에서 습기가 단열매트의 내부로 침투하여 배기관이 이러한 습기에 의해 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에 의한 단열매트는 재사용이 불가능한 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 본 발명의 목적은,보강섬유와, 세라믹섬유 및 유리섬유로 구성되는 내피층과 금속박판으로 형성되는 외피층으로 구성되는 선박용 단열재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 외피층을 이루는 금속박판이 단열대상물에 스폿용접되어 장착되는 선박용 단열재를 제공하는 것이다.

본 발명은 선박의 고온부에 단열을 목적으로 장착되는 선박용 단열재에 있어서, 단열대상물의 형태에 따라 재단되며, 단열대상물의 외형을 따라 절곡되어 그 형태를 유지하는 제 1 단열층과, 단열대상물의 형태에 따라 재단되며, 세라믹섬유로 형성되어 상기 제 1 단열층의 상면에 연접하는 제 2 단열층과, 단열대상물의 형태에 따라 재단되며, 유리섬유로 형성되어 상기 제 2 단열층의 상면에 연접하는 제 3 단열층과, 단열대상물의 형태에 따라 상기 제 3 단열층을 감싸도록 재단되며, 금속박판으로 형성되어 단열대상물에 스폿용접에 의하여 장착되는 외피층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 단열층은 유리섬유로 형성된 직조물에 격자 형태로 철심이 매설되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속박판은 0.05mm이상 0.3mm이하의 두께를 가지는 스테인레스 스틸(stainless steel)인 것을 특징으로 한다.

상기 금속박판은 0.05mm이상 0.3mm이하의 두께를 가지는 니켈-크롬 합금재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 외피층은 상기 단열대상물에, 상기 단열층의 끝단에서 0.7mm 내지 1.0mm 이격 된 위치에서 스폿용접되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 3 단열층과 외피층 사이에는 상기 단열대상물에 적층된 상기 제 1, 2, 3 단열층을 고정시키기 위해 다수회 소정간격으로 권취되는 고정사가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정사는 스테인레스 스틸 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면 선박의 고온부의 단열성 및 내구성이 향상되는 이점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 의한 선박용 단열재의 구성을 보인 부분절개 사시도이다.

도면에 도시된 바에 의하면, 본 발명에 의한 선박용 단열재는 단열대상물(1)에 직접 맞닿는 제 1 단열층(100)과, 상기 제 1 단열층(100)에 연접하여 순서대로 적층되는 제 2 단열층(200) 및 제 3 단열층(300)으로 내부가 구성되고, 상기 적층된 단열층(100, 200, 300)의 상면에는 이를 1차적으로 고정시키기 위한 구성인 고정사(도 5b에서 도면부호 500)가 더 구비된다.

그리고, 본 발명에 의한 선박용 단열재의 외부는 상기 적층된 단열층(100,200,300)의 상면에 고정사(도 5b에서 도면부호 500)가 권취된 상태에서 이를 감싸도록 재단 된 금속박판에 의해 형성되는 외피층(400)으로 구성된다.

아래에서는 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 선박용 단열재의 작용을 보다상세한 구성설명과 함께 도 4 에 도시된 순서도와 도 5a 내지 도 5c 에 도시된 도면을 통해 살펴보도록 한다.

도 4 는 본 발명에 의한 선박용 단열재를 이용하여 단열대상물에 단열재를 장착하는 과정을 도시한 순서도이고, 도 5a 내지 도 5c 는 도 4 에 도시된 순서도에 따라 선박용 배기관에 단열재를 장착하는 모습을 보인 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바에 의하면 단열대상물(1)에 본 발명에 의한 선박용 단열재를 장착하기 위한 첫 번째 과정은 제 1 단열층(100)을 형성하는 보강섬유를 단열대상물(1)에 장착하는 것이다. 이를 위해 보강섬유의 구성을 우선 살펴보면, 상기 보강섬유는 스펀유리(Spun galss,140)에 철심(120)이 매설되는 구조로 이루어진다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 상기 스펀유리(140)는 유리섬유(Fibreglass)라고도 하는 것으로, 절연성 및 단열성이 우수하여 다양한 분야에서 단열재 또는 절연재로 많이 사용되고 있다. 그리고, 이러한 스펀유리(140)에 매설되는 상기 철심(120)은 격자형태로 매설되어, 상기 제 1 단열층(100)이 배기관(도 5a 에서 도면부호 1)의 형태에 따라 절곡되어 그 형태를 유지하도록 하는 구성이다.

따라서, 배기관(1)의 형태와 크기에 따라 제 1 단열층(100)을 형성하는 보강섬유를 재단하여 배기관(1)을 감싸는 방법으로 보강섬유 장착과정이 진행된다.

상기와 같은 보강섬유 장착과정이 완료되면 제 2 단열층(200)과 제 3 단열층(300)을 형성하는 세라믹섬유와 유리섬유가 장착되는 과정이 진행된다.

상기 세라믹섬유는 상기 유리섬유(스펀유리 라고도 함)와 마찬가지로 단열성이 우수한 세라믹계 물질로 만든 섬유로, 배기관(1)의 형태와 크기에 맞게 재단되어 상기 제 1 단열층(100)의 상면에 연접하여 제 2 단열층(200)을 형성하고, 상기 제 3 단열층(300)을 형성하는 유리섬유도 배기관(1)의 형태와 크기에 맞게 재단되어 상기 제 2 단열층(200)의 상면에 연접하여 제 3 단열층(300)을 형성한다.

그리고, 상기와 같이 단열층(100,200,300)이 적층된 상태에서 고정사(도 5b 에서 도면부호 500) 권취과정이 이루어진다.

상기 고정사(도 5b 에서 도면부호 500)는 스테인레스 스틸(Stainless steel)로 형성되며, 적층된 상기 단열층(100,200,300)이 배기관(1)의 외면에 고정되도록 소정간격으로 다수회 권취된다.

그리고, 상기와 같이 고정사(도 5b 에서 도면부호 500)에 의해 고정된 각 단열층의 상측에는 금속박판 마감과정을 통해 외피층(400)이 형성된다.

상기 외피층(400)은 0.05mm이상 0.15mm이하의 두께를 가지는 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성된 금속박판으로 형성되는데, 상기 금속박판은 상기 배기관(10)의 형상에 따라 상기 단열층(100,200,300)의 크기보다 조금 더 크게 재단되어 배기관(10)에 스폿용접되며, 금속박판의 두께는 0.1mm 가 가장 바람직할 것이다.

그리고, 상기 금속박판의 재질은 스테인레스 스틸 이외에도 니켈-크롬합금 재질로 0.05mm이상 0.3mm이하의 두께를 가지도록 형성하는 것도 가능하며, 이 이외에도 다양한 합금재질의 박판으로 형성하는 것도 가능함은 물론이다.

한편, 상기와 같이 금속박판의 두께를 한정하는 이유는 금속박판의 두께가 너무 두꺼우면 단열대상물 즉, 배기관(10)의 외면 굴곡을 따라 금속박판이 용이하게 절곡되지 못하고 용접성이 떨어지며, 두께가 너무 얇으면 금속박판이 쉽게 파손되기 때문이다.

한편, 상기 배기관(10)에 용접되는 금속박판에는 적층된 단열층(100,200,300)을 감싸고 남은 부분이 상기 배기관(10)의 외면과 밀착되도록 절곡된 상태에서 상기 단열층(100,200,300)의 끝단에서 0.7mm 내지 1.0mm 정도 이격된 위치에 스폿용접부(420)가 형성된다.

상기와 같이 스폿용접부(420)의 위치가 한정되는 이유는 단열층(100,200,300)의 끝단과 용접부위의 이격 거리가 넓어지면 단열효율이 감소하고, 이격 거리가 좁아지면 작업성이 떨어지므로 0.7mm 이격된 위치에 스폿용접부(420)가 형성되는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 상기 스폿용접부(420)를 제외한 부분은 상기 배기관(10)의 굴곡을 따라 밀착되도록 가압한 뒤, 스폿용접부(420)에 마이크로 스폿용접을 행하여 상기 배기관(10)에 장착되도록 한다.

따라서, 상기 금속박판으로 형성되는 외피층(400)이 도 5c 에 도시된 바와 같이 상기 배기관(10)의 외면을 외부의 습기나 오물로부터 차단하게 된다.

이러한 구성 및 작용을 가지는 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 용이하게 변경 가능할 것이다.

예를 들어 , 전술한 바와 같이 금속박판의 재질을 달리하여 형성하는 것도 가능할 것이고, 단열층의 갯수를 더 증가시키고 이러한 단열층을 마감하기 위하여 외피층을 형성하는 방법에 있어서 마이크로 스폿용접을 하지 않고 다양한 방법을 이용하여 금속박판을 고정시키는 것도 가능할 것이나, 이는 본 발명에서 밝힌 금속박판을 이용하여 외피층을 형성하는 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것이 자명할 것이다.

본 발명은 유리섬유와 세라믹섬유를 이용하여 다수개의 층으로 단열층을 구성하고 이를 금속박판을 이용해 마감하는 것으로, 제 1 단열층의 내부에 매설된 철심에 의해 단열대상물에 제 1 단열층을 별도의 고정수단 없이 용이하게 장착할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 제 1 단열층과 연접하여 제 2, 제 3 단열층을 적층한뒤 금속박판을 이용하여 외피층을 형성함으로써, 단열효율이 높은 이점이 있다.

또한, 상기와 같이 단열재가 단열대상물을 효율적으로 감싸게 되어 단열대상물 주변작업시 단열대상물과의 접촉에 의한 부상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

게다가, 상기 외피층이 금속박판으로 형성되어, 외부의 습기나 이물이 단열층의 동공부(air pocket) 내부로 침투되는 것이 방지되어, 내구성이 향상되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 외피층을 형성하는 금속박판은 재사용이 가능한 이점이 있다.

Claims (7)

1. 단열대상물의 형태에 따라 재단되며, 단열대상물의 외형을 따라 절곡되어 그 형태를 유지하는 제 1 단열층과;

   단열대상물의 형태에 따라 재단되며, 세라믹섬유로 형성되어 상기 제 1 단열층의 상면에 연접하는 제 2 단열층과;

   단열대상물의 형태에 따라 재단되며, 유리섬유로 형성되어 상기 제 2 단열층의 상면에 연접하는 제 3 단열층과;

   단열대상물의 형태에 따라 상기 제 3 단열층을 감싸도록 재단되며, 금속박판으로 형성되어 단열대상물에 스폿용접에 의하여 장착되는 외피층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박용 단열재.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단열층은,

   스펀유리로 형성된 직조물에 격자 형태로 철심이 매설되는 것을 특징으로 하는 선박용 단열재.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 금속박판은,

   0.05mm이상 0.3mm이하의 두께를 가지는 스테인레스 스틸(stainless steel)인 것을 특징으로 하는 선박용 단열재.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 금속박판은,

   0.05mm이상 0.3mm이하의 두께를 가지는 니켈-크롬 합금재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 단열재.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 외피층은,

   상기 단열대상물에, 상기 단열층의 끝단에서 0.7mm 내지 1.0mm 이격 된 위치에서 스폿용접되는 것을 특징으로 하는 선박용 단열재.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단열층과 외피층 사이에는,

   상기 단열대상물에 적층된 상기 제 1, 2, 3 단열층을 고정시키기 위해 다수회 소정간격으로 권취되는 고정사가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 선박용 단열재.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 고정사는,

   스테인레스 스틸 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 단열재.

Images