KR101078430B1

KR101078430B1 - 히팅 패드

Info

Publication number: KR101078430B1
Application number: KR1020090011976A
Authority: KR
Inventors: 이왕근; 이철용; 장성규
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2011-10-31
Also published as: KR20100092707A

Abstract

히팅 패드가 개시된다. 액화천연가스 화물창에 트리플렉스를 부착시 사용되는 히팅 패드로서, 상기 트리플렉스에 접하도록 형성되는 쿠션층; 상기 쿠션층의 위에 적층되고, 외부전원으로부터 전력을 공급받아 발열하는 발열층; 및 상기 발열층의 위에 적층되고, 하니컴(honeycomb) 구조가 형성된 본체층을 포함하는 히팅 패드는 발열층의 상하측에는 단열층 및 전달층이 형성됨으로써 발열층으로부터 발생되는 열이 외부로 유출되지 않고, 쿠션층을 통해 트리플렉스측으로 효과적으로 전달될 수 있다. 또한, 본체층에 알루미늄으로 이루어진 하니컴 구조가 형성됨으로써, 본체층을 포함한 히팅 패드는 외부 하중에 잘 견딜 수 있고, 본체층의 두께를 두텁게 하여도 히팅 패드 전체의 무게를 작업자가 작업하기에 적당한 수준으로 유지할 수 있다.

본체층, 발열층, 단열층, 전달층

Description

히팅 패드{Heating pad}

본 발명은 히팅 패드에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 액화천연가스 화물창에서 트리플렉스를 부착시키는데 사용되는 히팅 패드에 관한 것이다.

일반적으로 액화천연가스 화물창에는 인슐레이션 패널이 설치된다. 상기 인슐레이션 패널은 선체(hull)와 접하여 형성되는 바닥 패널 및 상기 바닥 패널에 비해 작은 크기를 갖고 상기 바닥 패널 상에 일체로 형성되는 탑패널을 포함하는 2단 구조로 이루어진다.

이와 같은 인슐레이션 패널은 복수개가 상호 접하여 선체의 표면을 따라 배치된다. 이 때, 인접 배치된 한 쌍의 인슐레이션 패널 사이에 2차 방벽(secondary barrier)을 형성하는 트리플렉스가 부착된다.

트리플렉스를 부착하기 위하여, 먼저 트리플렉스의 바닥면에 에폭시 글루등의 접착제를 도포하여 바닥패널의 상측면에 가접착시킨다. 그리고, 트리플렉스의 상측에 히팅 패드를 올려놓고, 접착제를 일정시간 동안 가열하여 경화시킨다.

이 때, 상기 히팅 패드는 외부의 충격이나 하중에 실질적으로 견딜 수 있는 본체층을 포함한다. 이와 같은 본체층은 일반적으로 목형, 합성수지 또는 플라스틱 재질의 플레이트 형상으로 이루어진다.

이 때, 본체층이 목형인 경우 히팅시 본체층이 건조해지고 경우에 따라 대형 화재사고를 유발할 수 있으며, 열변형 및 뒤틀림이 발생할 수 있다. 또한, 본체층이 합성수지 및 플라스틱 재질인 경우 압출 제작시 사이즈 별로 다양한 금형을 구비해야 하고, 패널의 길이 방향에 대한 휨을 완전히 제거할 수 없다.

또한, 종래의 히팅 패드는 본체층 아래에서 발생되는 열이 본체층을 통해 외부로 쉽게 유출됨으로써 히팅 패드의 하측에 위치하는 트리플렉스측으로 열을 효과적으로 전달하지 못하였다.

한편, 트리플렉스가 바닥패널의 상측면에 효과적으로 접착되도록 상기 히팅 패드의 상측에 에어백을 배치하여 상기 히팅 패드를 가압한다. 이 때, 에어백에 의한 가압력을 증가시키기 위해 본체층을 두껍게 할 필요가 있다. 이와 같이 본체층을 두껍게 하는 경우 상술한 재질로 본체층을 제작하면 히팅 패드 자체의 무게를 무겁게 하여 작업을 어렵게 만드는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 트리플렉스 측으로 열전달을 극대화 할 수 있도록 구성된 히팅 패드를 제공하 는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부에서 가해지는 하중을 충분히 견디면서도 무게가 가벼운 히팅 패드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 본체층의 두께를 두텁게 하면서도 무게가 가벼운 히팅 패드를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 액화천연가스 화물창에 트리플렉스를 부착시 사용되는 히팅 패드로서, 상기 트리플렉스에 접하도록 형성되는 쿠션층; 상기 쿠션층의 위에 적층되고, 외부전원으로부터 전력을 공급받아 발열하는 발열층; 및 상기 발열층의 위에 적층되고, 하니컴(honeycomb) 구조가 형성된 본체층을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 본체층은 육각 중공기둥의 단위 셀이 연속적으로 형성된 벌집 모양의 하니컴 코어(honeycomb core)를 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 발열층에서 발산한 열을 상기 쿠션층으로 전달하도록 상기 쿠션층 및 상기 발열층 사이에 위치하는 전달층을 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 발열층으로부터 발생된 열의 외부 유출을 방지하도록 상기 본체층 및 상기 발열층 사이에 위치하는 단열층을 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 발열층은 탄소섬유 직물 발열체로 이루어지고, 상기 발열층에는 상기 탄소섬유 직물 발열체에 전기를 인가하도록 외부전원과 통전되는 전극부재가 형성될 수 있다.

한편, 상호 이웃하는 층 사이에는 접착층이 형성될 수 있다.

한편, 상기 전달층에는 상기 발열층으로부터 발생한 열을 감지하기 위한 온도 센서가 설치될 수 있다.

이 때, 상기 히팅 패드는 상기 온도 센서 및 상기 전극부재와 전기적으로 접속하는 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터는 상기 히팅 패드를 발열시키기 위한 전원을 공급하고 상기 온도 센서가 감지한 값을 판독해 공급 전원을 제어하는 온도 제어 장치와 연결될 수 있다.

본 발명에 따르면 발열층의 상하측에는 단열층 및 전달층이 형성됨으로써 발열층으로부터 발생되는 열이 외부로 유출되지 않고, 쿠션층을 통해 트리플렉스측으로 효과적으로 전달될 수 있다.

또한, 본체층에 알루미늄으로 이루어진 하니컴 구조가 형성됨으로써, 본체층을 포함한 히팅 패드는 외부 하중에 잘 견딜 수 있고, 본체층의 두께를 두텁게 하여도 히팅 패드 전체의 무게를 작업자가 작업하기에 적당한 수준으로 유지할 수 있다.

또한, 본체층의 두께를 두텁게 하여 히팅 패드 전체의 두께를 두텁게 제작한 후 히팅 패드 상측에 에어백을 배치하여 상기 히팅 패드를 가압하는 경우에 가압력을 증가시킬 수 있고, 에어백의 가압력이 작업면 전면에 전달될 수 있어 작업 품질 이 향상될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 패드의 분해 사시도이고, 도 2는 본발명의 일 실시예에 따른 히팅 패드의 단면 모식도이다. 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 패드(100)는 상기 히팅 패드(100)의 하측에 위치하는 트리플렉스(미도시) 및 상기 트리플렉스의 하측면에 도포되는 접착제(미도시)를 장시간 가열하는 용도로 사용된다.

예컨대 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 패드(100)는 트리플렉스 부착 기술(예 : 작업 매뉴얼 또는 스팩 등)을 만족하는 것으로서, 상기 매뉴얼 또는 스팩에 대응하게 미리 정한 길이(예 : 3.5m±50㎝)와 폭을 갖고, 복수개로서 주지의 외부 제어 기기(예 : 온도 제어 기기 등)에 병렬로 접속되어 사용 가능하다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 패드(100)는 쿠션층(110), 전달층(120), 발열층(130), 단열층(140) 및 본체층(150)을 포함한다.

상기 쿠션층(110)은 상기 히팅 패드(100)의 하측에 위치하는 트리플렉스(미도시)와 직접적으로 접촉하는 구성이다. 상기 쿠션층(110)은 상기 트리플렉스 부착시 가해지는 해당 압력에도 견디면서, 상기 트리플렉스를 부착하기 위해 상기 트리플렉스의 하면에 도포되는 접착제가 면상에 고르게 퍼져 접착될 수 있도록 하기 위 해 예를 들어 1t ∼ 3t(여기서, 1t = 1㎜임)의 두께를 갖도록 형성된다.

상기 쿠션층(110)은 바람직하게 가요성 및 탄성을 가지며, 예를 들어 고온 변형률이 적은 내열 고무 재질, 내열 합성 스폰지, R-PUF(강화 폴리우레탄 폼) 중 어느 하나와 같은 내열 쿠션 재질을 갖는다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 쿠션층(110)의 위에는 전달층(120)이 적층된다. 상기 전달층(120)은 후술하는 발열층(130)으로부터 발생되는 열을 상기 쿠션층(110)으로 전달하기 위한 구성이다.

이 때, 상기 전달층(120)은 열전달을 용이하게 하기 위한 구조를 가지며, 예를 들어 유리섬유로 이루어진 내부 심재의 외측면을 알루미늄 호일 등으로 둘러싸는 방식으로 제작될 수 있다.

이와 같은 전달층(120)은 열전달 뿐만 아니라 상기 쿠션층(110)에서 발생할 수 있는 외상으로부터 후술하는 발열층(130)을 보호하는 역할도 수행한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 전달층(120)의 위에는 발열층(130)이 적층된다. 상기 발열층(130)은 상기 쿠션층(110) 하측에 위치하는 트리플렉스(미도시)를 가열하기 위한 열을 발생하는 구성이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발열층(130)은 탄소섬유 직물 발열체(132)로 이루어진다. 상기 탄소섬유 직물 발열체(132)는 탄소 재료 내에 순면을 함침(impregnation)시켜 제작된다. 이 때, 함침(impregnation)이란 탄소 재료의 원래 존재하는 기공 내에 다른 물질을 충진 또는 침투시키는 것을 의미한다.

상기 발열층(130)에는 상기 탄소섬유 직물 발열체(132)에 전기를 인가하도록 외부전원과 통전되는 전극부재(134)가 형성된다. 상기 전극부재(134)는 예를 들어 동판(copper plate)일 수 있으며, 상기 직물 발열체(132)의 상부면 가장자리를 따라 형성될 수 있다.

상기 발열층(130)은 최적 트리플렉스 부착 작업의 작업 시간동안 가열을 수행할 수 있도록, 1회배 (1hb=1m x 1m)당 70 ∼ 600Ω과 같은 최적화된 저항값(단위 Ω, 옴 : ohm)을 갖는 것이 바람직하다.

70Ω 이하에서는 과도한 과열에 따라 접착제를 경화시키지 못하거나 화재 발생의 위험이 있고, 600Ω 이상에서는 장시간 가열하여도 충분히 접착제를 경화시키지 못하여 트리플렉스의 접착 품질을 만족할 수 없어, 결국 70 ∼ 600Ω의 저항값은 임계적 수치로서 이해된다.

상기 발열층(130)은 기존의 스테인리스 강 또는 비철금속 정밀가공 면상발열층 또는 선상발열체(예 : 전기온돌패널) 내지 면상발열체(예 : 필름히터)의 단점을 보완한 섬유 재질의 특성을 활용하여 부식이나 깨짐현상이 없고, 반영구적인 사용이 가능하며, 상대적으로 양호한 저항 특성을 갖는다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 발열층(130) 상에는 단열층(140)이 적층된다. 상기 단열층(140)은 상기 발열층(130)으로부터 발생된 열이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 이 때, 상기 단열층(140)은 예를 들어 폴리에스터(polyester)로 이루어질 수 있다. 이와 같이 폴리에스터는 합판 재질에 비해 단열성 및 강도가 우수하고, 상대적으로 가볍다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 단열층(140) 상에는 본체층(150)이 적층된 다. 상기 본체층(150)은 상기 히팅 패드(100)가 외부에서 전달되는 충격에 견딜 수 있도록 하기 위한 구성이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본체층(150)에는 하니컴 구조가 형성된다. 보다 상세히 상기 본체층(150)은 육각 중공기둥의 단위 셀이 연속적으로 형성된 벌집모양의 구조체인 하니컴 코어(honeycomb core)(152)를 포함한다. 이 때, 상기 하니컴 코어(152)의 상하단면 및 측면에는 상판(154), 하판(156) 및 측판(158)이 형성될 수 있다.

이 때, 상기 하니컴 코어(152)는 바람직하게 경량이고 내습성이 뛰어난 알루미늄으로 이루어진다. 이와 더불어 상기 하니컴 코어(152)의 상하단면 및 측면에 위치하는 상판, 하판 및 측판(154, 156, 158)도 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 도 1을 참조하면, 상기 쿠션층(110), 전달층(120), 발열층(130), 단열층(140) 및 본체층(150) 각각의 적층 부위에는 접착층(161, 162, 163, 164)이 형성된다. 이와 같은 접착층(161, 162, 163, 164)은 상호 이웃한 층을 붙여 고정시키는 역할을 담당한다.

상기 접착층(161, 162, 163, 164)은 도포 방식으로 형성되거나, 고온에 변형이 되지 않고 면상 평탄도가 유지되는 양면 내열 접착 테이프 등의 내열 접착 재질을 갖는다.

상기 접착층(161, 162, 163, 164)은 제작상의 용이성, 재료 사용의 저감, 가요성 증가 등의 목적으로, 상호 이웃한 층의 테두리 부위를 고정시킬 수 있도록, 상호 이웃한 층의 접촉면 상의 테두리를 둘러싸는 링형상의 양면 내열 접착 테이프일 수 있고, 링형상의 안쪽 부위에 상기 접착층(161, 162, 163, 164)의 두께에 대응한 공극(171, 172, 173, 174)(도 2 참조)이 형성될 수 있게 구성되어도 무방하다.

보다 강력한 접착 성능만을 고려한다면, 상기 접착층(161, 162, 163, 164)은 상호 이웃하는 층의 접촉면 전체를 모두 접착할 수 있는 전면적 양면 내열 접착 테이프 또는 임의의 전면적 도포 접착제 등과 같은 고착 수단으로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 패드(100)에는 상기 발열층(130)으로부터 발생한 열을 감지하기 위한 온도 센서(142)가 설치된다. 보다 상세히, 상기 온도 센서(142)는 상기 단열층(140)의 하부에 설치된다. 이를 위해, 상기 단열층(140)의 하부에는 상기 온도 센서(142)를 수용하기 위한 수용홈(144)이 형성된다.

도 1을 참조하면, 상기 히팅 패드(100)는 상기 온도 센서(142)와 전기적으로 접속하는 커넥터(180)를 구비할 수 있다. 상기 커넥터(180)는 상기 온도 센서(142)로부터 연장된 센서 라인(146)의 단부와 전기적으로 접속하는 센서 단자(미도시)를 갖는다.

이 때, 상기 커넥터(180)는 상기 발열층(130)의 전극 부재(134)와 전기적으로접속할 수 있다. 이를 위해, 상기 커넥터(180)는, 상기 전극 부재(134)로부터 연장된 전원 라인(136)의 단부와 전기적으로 접속하는 전원 단자(미도시)를 갖는다.

상기 커넥터(180)는 상기 히팅 패드(100)를 발열시키기 위한 전원을 공급하고 온도 센서(142)(도 1 참조)가 감지한 값을 판독해 공급 전원을 제어하는 온도제어장치(미도시)와 연결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 히팅 패드(100)의 전방측으로 돌출되어 형성된다. 다만, 필요에 따라 상기 커넥터(180)는 상기 히팅 패드(100)에 함몰 안착되는 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 온도 제어 장치는 예컨대 상기 발열층(130)으로부터 측정된 온도측정값을 입력받아 설정 온도에 대응하게 온도 설정값을 출력하는 온도 입출력부 및 상기 온도 입출력부와 전자회로적으로 연결되고 상기 온도 입출력부로부터 지시받은 온도 설정값에 대응한 전원을 상기 히팅 패드에 공급하는 전원부를 포함할 수 있다. 다만, 이와 같은 온도 제어 장치에 관한 내용은 예시에 불과하며 다양한 변형례가 존재하며 이러한 변형례는 당업자에게 알려진 바이다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 패드에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 패드의 분해 사시도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 패드의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 쿠션층 120 : 전달층

130 : 발열층 140 : 단열층

150 : 본체층 152 : 하니컴 코어

Claims

액화천연가스 화물창에 트리플렉스를 부착시 사용되는 히팅 패드로서,

상기 트리플렉스에 접하도록 형성되는 쿠션층;

상기 쿠션층의 위에 적층되고, 외부전원으로부터 전력을 공급받아 발열하는 발열층; 및

상기 발열층의 위에 적층되고, 하니컴(honeycomb) 구조가 형성된 본체층을 포함하는 히팅 패드.
제1항에 있어서,

상기 본체층은 육각 중공기둥의 단위 셀이 연속적으로 형성된 벌집 모양의 하니컴 코어(honeycomb core)를 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅 패드.
제2항에 있어서,

상기 발열층에서 발산한 열을 상기 쿠션층으로 전달하도록 상기 쿠션층 및 상기 발열층 사이에 위치하는 전달층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅 패드.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발열층으로부터 발생된 열의 외부 유출을 방지하도록 상기 본체층 및 상기 발열층 사이에 위치하는 단열층을 더 포함하는 히팅 패드.
제4항에 있어서,

상기 발열층은 탄소섬유 직물 발열체로 이루어지고, 상기 발열층에는 상기 탄소섬유 직물 발열체에 전기를 인가하도록 외부전원과 통전되는 전극부재가 형성된 것을 특징으로 하는 히팅 패드.
제4항에 있어서,

상호 이웃하는 층 사이에는 접착층이 형성되는 것을 특징으로 하는 히팅 패드.
제5항에 있어서,

상기 전달층에는 상기 발열층으로부터 발생한 열을 감지하기 위한 온도 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 히팅 패드.
제7항에 있어서,

상기 히팅 패드는 상기 온도 센서 및 상기 전극부재와 전기적으로 접속하는 커넥터를 구비하고,

상기 커넥터는 상기 히팅 패드를 발열시키기 위한 전원을 공급하고 상기 온도 센서가 감지한 값을 판독해 공급 전원을 제어하는 온도 제어 장치와 연결되는 것을 특징으로 하는 히팅 패드.