KR101108632B1 - 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치 - Google Patents

극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치는, 2차 방벽 시트를 단열패널에 접착하기 위해 상기 2차 방벽 시트와 단열패널 사이에 개재되는 접착제를 경화시키기 위한 것으로, 접착제를 가열하기 위한 열을 제공하기 위한 발열체를 갖는 발열판 및 발열판의 일면에 결합되는 보강판을 포함한다. 본 발명에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽용 경화장치는 접착 공정에 필요한 열량을 최소화하면서, 2차 방벽의 접착 부위의 온도 분포를 일정하게 유지할 수 있다.

Description

극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치{CURING DEVICE FOR SECONDARY BARRIER OF CRYOGENIC LIQUID STORAGE TANK}
본 발명은 극저온 액체저장탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 극저온 액체의 기밀성 및 제품의 신뢰성을 향상시키고, 2차 방벽의 접합 시공 시간을 단축하고 2차 방벽의 접합 성능을 향상시킬 수 있는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화 장치에 관한 것이다.
액화천연가스(LNG), 액체 아르곤(LAR), 액체 질소(LIN), 액체 산소(LOX), 액체 수소(LH2) 등의 극저온 액체는 증발에 의한 액체의 손실을 최소화하기 위해 단열된 저장탱크에 저장된 상태로 보관되거나 운반된다.
이러한 극저온 액체저장탱크의 일예로, 액화천연가스용 저장탱크는 약 -165℃의 초저온 액화천연가스를 저장하기 위한 것으로, 구형 타입(Spherical Type)과 멤브레인 타입(Membrane Type)이 있다. 멤브레인 타입의 액화천연가스용 저장탱크는 구형 타입의 액화천연가스용 저장탱크보다 적재용량이 크고 제작이 간편하여 현재 가장 널리 사용되고 있다.
멤브레인 타입의 액화천연가스 저장탱크로는 프랑스 가즈트랜스포트 이트 테 크니가즈(Gaz Transport et Technigaz; GTT)사에 의하여 개발된 가즈트랜스포트 시스템(Gaz Transport System)과 테크니가즈 시스템(Technigaz System, Mark-Ⅲ)이 대표적이다. 이 중에서 테크니가즈 시스템은 시공이 편리하고 재료비가 저렴하여 가즈트랜스포트 시스템보다 선호되고 있다.
테크니가즈 시스템은 극저온 하에서 높은 안정성 확보를 위해 2중 밀폐 구조를 갖는다. 직접 액화천연가스가 접촉하는 안쪽의 1차 방벽은 열 수축시에 열 응력(Thermal stress)을 감소시키기 위해 일정한 굴곡이 있는 스테인레스 스틸(Stainless steel)이나 인바강(INVAR steel)으로 제작된다. 이 1차 방벽은 낮은 열전달 계수를 갖는 단열 폼에 부착되어 탱크의 내벽(Inner hull)에 고정된다. 또한, 단열 폼 사이에는 1차 방벽이 파괴될 경우에, 액화천연가스의 누설을 막기 위한 2차 방벽이 시공된다. 이 2차 방벽은 -163℃의 극저온 액화천연가스의 누설 방지를 위한 높은 기밀성이 요구된다.
2차 방벽의 시공은 인바 박판을 용접하거나, 금속 박판과 복합재료로 구성된 하이브리드 타입의 방벽 시트를 고분자 접착제를 이용하여 접착하는 방식을 사용한다. 두 방법 중에서 재료의 가격이 상대적으로 저렴하고 접합 방법이 간단한 접착제를 이용한 방식이 선호되고 있다. 접착제 접합에 사용되는 고분자 접착제는 기계적 성질이 우수하고 저온에서 안정성이 뛰어난 열경화성 수지가 이용된다.
종래의 2차 방벽의 시공에 있어서, 2차 방벽은 상온에서 일정한 압력으로 가압된 상태에서 접착되었다. 그러나 상온에서는 접착제의 젖음 특성이 낮기 때문에 시공된 2차 방벽의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 접착제의 젖음 특성을 향상시키기 위해, 발열판을 이용하여 압력과 열을 동시에 가하여 접착제를 경화시키는 방법이 제안되었다.
종래 발열판의 경우, 일반적으로 발열체 상부가 단열되지 않으므로 많은 열량이 빠져나가 실제 경화 과정에 필요한 온도에 도달하기 위해 많은 열량이 필요하다. 따라서, 전기에너지의 소모가 심하고 경화 과정에 필요한 다른 구성품들이 높은 온도에 노출되어 고장을 일으키는 사례가 빈번하다.
또한, 종래 발열판은 적은 수의 열전대에서 나오는 온도 수치를 이용하여 열량을 제어하고, 발열판이 놓이는 위치에 따라 열량이 빠져나가는 정도가 다르기 때문에 경화 부위에 일정한 온도 분포를 유지하기가 어렵다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 2차 방벽의 접착 공정에 필요한 열량을 최소화하면서 2차 방벽의 접착 부위의 온도 분포를 일정하게 유지할 수 있는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화방치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치는, 2차 방벽 시트를 단열패널에 접착하기 위해 상기 2차 방벽 시트와 상기 단열패널 사이에 개재되는 접착제를 경화시키기 위한 것으로, 상기 접착제를 가열하기 위한 열을 제공하기 위한 발열체를 갖는 발열판 및 상 기 발열판의 일면에 결합되는 보강판을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치는 상기 2차 방벽 시트의 일면에 접하도록 상기 발열판의 타면에 결합되는 밀착판을 더 포함할 수 있다.
상기 밀착판은 실리콘 폼, 폴리우레탄 폼, 멜라닌 폼으로 이루어지는 폼 그룹 중에서 선택된 재료로 이루어질 수 있다.
상기 밀착판은 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 폴리머 섬유로 이루어지는 섬유 그룹 중에서 선택된 재료로 제조되는 섬유 매트로 이루어질 수 있다.
상기 보강판은 심재와 면재를 포함하는 샌드위치 구조로 이루어질 수 있다.
상기 심재는 보강 구조물과 상기 보강 구조물 사이의 공간을 채우는 단열 물질을 포함할 수 있다.
상기 보강 구조물은 허니콤 구조물일 수 있다.
상기 단열 물질은 PVC, PET, PS, PU로 이루어지는 수지 그룹 중에서 선택된 어느 하나의 물질 또는 이들의 혼합 물질로 이루어질 수 있다.
상기 면재는 탄소섬유 복합재료 또는 인바강으로 이루어질 수 있다.
상기 발열판은 상기 발열체를 감싸는 수지 재질의 기지재를 더 포함할 수 있다.
상기 발열체는 메쉬(Mesh)나 와이어 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치는, 상기 발열판에서 발생하는 열을 상기 밀착판에 균일하게 전달하기 위해 상기 발열판과 상기 밀착판 사이에 개재되는 것으로 금속판, 카본판, 탄소섬유 복합재료판으로 이루어지는 판 그룹 중에서 선택된 재료로 이루어지는 열전달판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치는 상기 열전달판의 열전달 효율을 향상시키기 위해 상기 열전달판에 결합되는 선형의 열전달체를 더 포함할 수 있다.
상기 열전달체는 히트 파이프(Heat pipe), 구리선, 알루미늄선으로 이루어지는 금속선 그룹 중에서 선택되는 재료로 이루어질 수 있다.
상기 발열판은 복수의 온도 제어 영역으로 구분되고, 상기 복수의 온도 제어 영역 중에서 상대적으로 중앙에 위치하는 영역보다 상대적으로 외측에 위치하는 영역에서 상기 발열체의 분포 밀도가 더 높을 수 있다.
상기 발열판의 발열 온도를 부분적으로 제어하기 위해, 상기 발열체는 복수가 배치되되 각기 독립적으로 온도 조절 장치에 연결될 수 있다.
상기 발열판은 복수의 온도 제어 영역으로 구분되고, 상기 복수의 온도 제어 영역에 독립적으로 제어되는 상기 발열체가 복수로 배치되며, 상기 복수의 온도 제어 영역 중에서 상대적으로 중앙에 위치하는 영역에 배치되는 발열체의 분포 밀도보다 상대적으로 외측에 위치하는 영역에 배치되는 발열체의 분포 밀도가 높을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치는 상기 2차 방벽 시트의 표면 온도를 측정하기 위해 상기 2차 방벽 시트와 상기 발열판 사이에 배치되는 열전대를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치는, 상기 발열판 및 상기 보강판이 결합된 발열 패드에 착탈 가능하게 부착되고, 그 일면에 상기 열전대가 결합되는 이형 필름, 상기 열전대를 덮도록 상기 이형 필름의 일면에 부착되는 보호 테이프를 더 포함할 수 있다.
상기 이형 필름의 일단은 상기 발열 패드의 한쪽 측면에 결합되고, 상기 이형 필름의 타단에는 상기 발열 패드의 다른 쪽 측면에 착탈 가능하게 부착될 수 있는 부착 부재가 결합될 수 있다.
상기 부착 부재는 벨크로(Velcro) 또는 낮은 점착력을 갖는 테이프(Pressure Sensitive Tape)으로 이루어질 수 있다.
상기 이형 필름은 테플론 필름(Teflon film), 나일론 필름(Nylon film), PVC 필름(PVC film)으로 이루어지는 필름 그룹 중에서 선택된 재료로 이루어질 수 있다.
상기 열전대는 상기 2차 방벽 시트의 표면 온도를 부분적으로 측정할 수 있도록 상기 이형 필름에 복수가 상호 이격되도록 부착되고, 상기 보호 테이프는 상기 복수의 열전대를 덮기 위해 복수가 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치는 상기 단열 패드의 한쪽 측면에 배치되는 커넥터를 더 포함하고, 상기 열전대는 상기 발열판과 상기 보강판 사이에 배치되는 도선을 통해 상기 커넥터에 연결될 수 있다.
본 발명에 의한 2차 방벽용 경화장치는 접착 공정에 필요한 열량을 최소화 하면서, 2차 방벽의 접착 부위의 온도 분포를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 2차 방벽용 경화장치는 2차 방벽 접착 부위의 온도를 정확하게 측정할 수 있고, 밀착판의 교체가 용이하며 내구성이 우수하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 멤브레인형 극저온 액체저장탱크의 일부분을 나타낸 측단면도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 극저온 액체저장탱크는 내부에 극저온 액체를 저장하기 위한 저장공간이 마련되는 탱크 내벽(10)과 탱크 내벽(10)과 저장공간 사이의 열이동을 막기 위해 탱크 내벽(10)에 결합되는 단열 구조체(20)를 포함한다. 단열 구조체(20)는 낮은 열전달 계수를 갖는 단열 폼(22)(25)과 보호판(23)(26)을 포함하는 샌드위치 구조의 외측 단열패널(21) 및 내측 단열패널(24), 1차 방벽(27) 및 2차 방벽(28)으로 구성된다. 외측 단열패널(21)은 탱크 내벽(10)에 접착제(15) 또는 스터드 볼트(미도시)에 의해 고정되고, 내측 단열패널(24)은 접착 물질 등을 통해 외측 단열패널(21)에 고정된다.
1차 방벽(27)은 내측 단열패널(24)의 보호판(26) 위에 설치되는 앵커 스트립(Anchor strip)에 용접되어 내측 단열패널(24)에 고정된다. 2차 방벽(28)은 1차 방벽(27)이 파손될 경우, 극저온 액체가 탱크 내벽(10)에 직접 접촉하는 것을 방지하는 역할을 한다. 2차 방벽(28)을 구성하는 2차 방벽 시트(29)는 금속 또는 금속과 복합재료의 혼합 재료로 이루어진다. 2차 방벽 시트(29)는 고분자 접착제 혹은 필름형 접착제 등의 접착제(30)에 의해 외측 단열패널(21)에 접착된다.
극저온 액체의 안전한 보관과 운송을 위해서 2차 방벽(28)은 높은 밀폐성과 접착성을 가져야 한다. 일반적으로 2차 방벽 시트(29)를 접착하는 접착제(30)의 접합 특성은 접착 과정 중의 온도와 압력에 의해 결정된다. 따라서, 2차 방벽 접착 시공에 있어서 압력과 온도 전달 방법은 2차 방벽(28)의 신뢰성에 큰 영향을 준다.
도 2는 공기 주머니 및 경화장치를 이용한 2차 방벽의 시공 방법을 나타낸 것이다.
2차 방벽(28)의 신뢰성 있는 접착 시공을 위해서는 2차 방벽 시트(29)에 적절한 압력과 온도를 가해야 하며, 이를 위해 공기 주머니(32)와 경화장치(40)가 이용된다. 2차 방벽(28)의 접착 공정을 살펴보면, 먼저, 외측 단열패널(21)에 고정된 2차 방벽 시트(29) 위에 접착제(30)를 도포하고, 그 위에 또다른 2차 방벽 시트(29)를 위치시킨다. 이후, 경화장치(40)를 접착제(30) 위에 배치된 2차 방벽 시트(29) 위에 위치시키고, 경화장치(40) 위에 공기 주머니(32)를 위치시킨다. 또한, 공기 주머니(32) 위에 고정판(33)을 위치시키고, 그 위에 고정 바(34)를 위치시킨다. 여기에서, 고정판(33)은 합판이나 복합재료로 제작될 수 있다. 그리고 고정 바(34)는 볼트(35) 등의 고정부재를 통해 내측 단열패널(24)에 고정된다.
이후, 공기 주머니(32) 및 경화장치(40)가 작동하면, 공기 주머니(32)는 2차 방벽(28)의 접착에 필요한 압력을 제공한다. 그리고 경화장치(40)는 접착제(30)의 경화에 필요한 온도를 제공함과 동시에 공기 주머니(32)에서 발생하는 압력을 2차 방벽 시트(29) 전체에 고르게 전달하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 2차 방벽 시공용 경화장치의 발열 패드를 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 것과 같이, 2차 방벽 시공용 경화장치(40)의 발열 패드(41)는, 발열판(42), 발열판(42)을 보호하고 형상을 유지시켜 주는 보강판(45) 및 2차 방벽 시트(29)와의 밀착을 원활하게 해주는 밀착판(50)을 포함한다. 보강판(45)은 운반 시나 시공 시의 파손을 방지하기 위해 굽힘 강성과 강도가 커야 한다. 밀착판(50)은 공기 주머니(32)에서 발생된 압력을 접착 부위에 균일하게 전달하기 위한 것으로 실리콘 폼(Silicon foam), 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam), 멜라닌 폼(Melanin foam) 등 유연한 재질의 폼이나, 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 폴리머(Polymer) 섬유 등으로 만들어진 섬유 매트가 이용될 수 있다.
보강판(45)과 밀착판(50) 사이에 위치하는 발열판(42)은 유연한 재질로 이루어 진다. 발열판(42)은 메쉬(Mesh) 혹은 와이어 구조의 발열체(43)와 내열성과 유연성을 부가하기 위한 실리콘 고무와 열전달을 높이기 위한 첨가제가 배합된 수지 재질의 기지재(44)를 포함한다. 발열체(43)로는 전기를 공급받아 발열하는 전기 저항체로 후술할 커넥터(75)를 통해 전원을 공급받는다. 발열판(42)과 보강판(45), 발열판(42)과 밀착판(50)은 각각 접착 물질로 결합된다. 접착 물질로는 고분자 접착제나, 접착 테이프(Tape) 등이 이용될 수 있다. 본 발명에 있어서, 발열판(42)의 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고, 발열 기능을 갖는 다양한 형태의 것이 이용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 2차 방벽 시공용 경화장치의 보강판을 나타낸 것이다.
2차 방벽 시공용 경화장치(40)의 보강판(45)은 운반이나 시공 시에 파손되지 않도록 높은 굽힘 강성과 강도를 가져야 하며, 상부와 하부의 온도 차이에 의한 열 변형이 발생하지 않아야 한다. 또한, 보강판(45)은 2차 방벽 시공 시 2차 방벽 시트(29)에 경화 온도를 유지시키면서 열에너지를 보존하기 위해 낮은 열 전달계수를 가져야 한다. 이를 위해 보강판(45)은 심재(46)와 면재(49)를 갖는 샌드위치 구조로 이루어진다.
심재(46)는 허니콤 구조의 보강 구조물(47)과 단열 물질(48)을 포함한다. 면재(49)는 열팽창계수가 작고 열전달 계수가 높은 탄소섬유 복합재료나 인바강이 이용된다. 허니콤 구조의 보강 구조물(47)로는 플라스틱이나 종이 또는 그 이외의 재질로 이루어진 허니콤 구조물이 이용될 수 있다. 그리고 단열 물질(48)로는 열전도도가 낮은 PVC, PET, PS, PU 등의 재질로 이루어진 단열 폼이 사용될 수 있다. 면재(49)와 심재(46)는 접착 물질로 접착된다.
도 5a 내지 도 5c는 온도분포를 균일하게 하기 위한 발열판의 온도 제어 영역을 구분하여 나타낸 것이다.
2차 방벽 시공용 경화장치(40)는 사용 시 각각 다른 위치에 놓일 수 있기 때문에 주변 경계조건이 수시로 바뀔 수 있다. 이 때문에 종래 경화장치의 온도 분포는 고르게 제어되기 어려운 문제가 있었다. 이에 반해, 본 발명의 일실시예에 의한 2차 방벽 시공용 경화장치(40)는 온도 분포를 부분적으로 다르게 제어함으로써 2차 방벽(28) 접착 부위의 온도 분포를 균일하게 유지할 수 있다.
이를 위해, 발열판(42)의 온도 제어 영역을 중앙과 외측으로 구분하고, 발열체(43)의 분포 밀도를 중앙보다 외측에서 높게 한다. 이렇게 하면, 상대적으로 열손실이 많은 외측 부분의 발열량을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 발열판(42)의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 발열판(42)의 온도 제어 영역을 중앙의 제 1 영역(42a)(42d), 제 1 영역(42a)(42d) 외측의 제 2 영역(42b)(42e) 및 제 3 영역(42c)(42f)으로 구분한 것이다. 제 2 영역(42b)(42e)과 제 3 영역(42c)(42f)은 발열판(42)의 제 1 영역(42a)(42d) 외측 부분을 반으로 나눈 것이다. 도 5c는 발열판(42)의 온도 제어 영역을 중앙의 제 1 영역(42g)과 양쪽 끝단의 제 2 영역(42h) 및 제 3 영역(42i)으로 구분한 것이다. 발열체(47)의 분포 밀도를 제 1 영역(42a)(42d)(42g)보다 제 2 영역(42b)(42e)(42h) 및 제 3 영역(42c)(42f)(42i)에서 높게 하면 발열판(42)의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.
발열판(42)의 온도 제어 영역을 구분하기 위한 방법으로 발열판(42)에 독립 적으로 제어되는 복수의 발열체(43)를 배치할 수 있다. 예컨대, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 것과 같이, 발열판(42)의 온도 제어 영역이 세 개로 구분되는 경우, 제 1 영역(42a)(42d)(42g), 제 2 영역(42b)(42e)(42h) 및 제 3 영역(42c)(42f)(42i) 각각에 독립적으로 제어되는 발열체(43)가 배치될 수 있다. 여기에서, 발열판(42)의 온도 분포를 균일하게 하기 위해, 제 2 영역(42b)(42e)(42h) 및 제 3 영역(42c)(42f)(42i)에 배치되는 발열체(43)의 분포 밀도를 제 1 영역(42a)(42d)(42g)에 배치되는 발열체(43)의 분포 밀도보다 높게 한다. 복수의 발열체(43)는 각각 도선을 통해 개별적으로 온도 조절 장치(미도시)에 연결됨으로써 독립적으로 제어될 수 있다.
도시된 것과 같이, 발열판(42)의 온도 제어 영역을 제 1 영역(42a)(42d)(42g), 제 2 영역(42b)(42e)(42h) 및 제 3 영역(42c)(42f)(42i)으로 구분함으로써, 발열판(42)의 온도를 세 부분으로 나누어 제어할 수 있다. 또한, 각 영역의 온도를 측정하면서 온도를 실시간으로 제어함으로써 발열판(42) 전체의 온도를 균일하게 조절할 수 있다. 발열판(42)의 온도 제어 영역은 도시된 것 이외에 다양한 형태로 구분될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 의한 경화장치의 발열판에 열전달판이 결합된 것을 타나낸 것이다.
발열판(42)의 온도 분포를 균일하게 유지하기 위해, 발열판(42)의 일면에 열전달판(60)이 결합될 수 있다. 열전달판(60)은 발열판(42)과 밀착판(50)의 사이에 배치된다. 열전달판(60)으로는 열전달 계수가 높은 금속판이나 카본판 혹은 탄소섬 유 복합재료로 이루어진 판이 이용될 수 있다. 또한, 도 6b에 도시된 것과 같이, 열전달판(60) 내부에는 히트 파이프(Heat pipe), 구리선, 알루미늄선 등 열전달 효율을 높이기 위한 열전달체(65)가 매설될 수 있다. 열전달체(65)는 열전달판(60) 속에 매설되지 않고 열전달판(60)의 외면에 배치될 수도 있다.
도 7은 2차 방벽 시트의 표면 온도를 측정하기 위한 열전대를 발열 패드에 설치하는 방법을 나타낸 것이다.
온도 측정을 위한 열전대(70)를 발열 패드(41)에 부착하면 발열 패드(41)에 의해 가열되는 2차 방벽 시트(29)의 표면 온도를 측정하면서 발열 패드(41)의 온도를 적절하게 조절할 수 있다. 열전대(70)는 발열 패드(41)의 일면에 부착되어 발열 패드(41)가 2차 방벽 시트(29)에 놓일 때 2차 방벽 시트(29)의 표면에 접하게 된다.
열전대(70)는 발열판(42)의 온도 제어 영역 별로 하나씩 배치된다. 발열판(42)을 중앙 영역과 중앙 영역 외측의 세 영역으로 구분하여 제어할 경우, 열전대(70)는 세 개가 배치된다. 물론, 열전대(70)의 설치 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
열전대(70)를 경화장치(40)에 부착함에 있어서, 열전대(70)를 경화장치(40)의 밀착판(50)에 고정하는 것은 바람직하지 못하다. 경화장치(40)의 밀착판(50)은 손상될 경우 교체해야 하므로, 열전대(70)를 밀착판(50)에 고정하면 밀착판(50)의 교체 작업이 어려워지기 때문이다.
이러한 점을 감안하여 본 발명은 2차 방벽(28) 접착 부위의 온도를 정확히 측정하면서 밀착판(50)의 교체가 용이하게 이루어질 수 있도록 열전대(70)가 이형 필름(71)과 보호 테이프(72)에 의해 부착된다. 즉, 열전대(70)는 이형 필름(71)과 보호 테이프(72) 사이에 개재된 상태로 이형 필름(71)에 의해 발열 패드(41)에 착탈 가능하게 결합된다. 이형 필름(71)으로는 2차 방벽 시트(29)의 잉여 접착제와 발열 패드(41)가 쉽게 탈거될 수 있도록 이형성이 높은 테플론 필름(Teflon film), 나일론 필름(Nylon film), PVC 필름(PVC film) 등이 이용될 수 있다.
도 7에 도시된 것과 같이, 이형 필름(71)의 한쪽 끝단은 발열 패드(41)의 측면에 부착되고, 다른 한쪽 끝단은 탈착이 용이한 부착 부재(73)를 통해 발열 패드(41)의 반대쪽 측면에 부착된다. 부착 부재(73)로는 벨크로(Velcro)나 낮은 점착력을 갖는 테이프(Pressure Sensitive Tape)가 이용할 수 있다. 밀착판(50)을 교체할 경우 부착 부재(73)를 발열 패드(41)로부터 떼어내면 열전대(70)를 밀착판(50)으로부터 분리할 수 있고, 열전대(70)를 밀착판(50)으로부터 분리함으로써 밀착판(50)을 쉽게 교체할 수 있다.
열전대(70)의 도선은 발열 패드(41)의 측면에 결합되는 커넥터(75)에 모아져 발열 패드(41)의 발열 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치와 연결된다. 열전대(70)의 도선은 발열판(42)과 보강판(45) 사이로 연장되어 커넥터(75)에 연결되거나, 발열판(42)과 밀착판(50) 사이로 연장되어 커넥터(75)에 연결된다. 발열판(42)에 전원을 공급하기 위한 도선 또한 발열판(42)과 보강판(45)의 사이나 발열판(42)과 밀착판(50) 사이를 통해 커넥터(75)와 연결된다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 2차 방벽 시공용 경화장치(40)는 발 열판(42)의 온도를 부분적으로 제어함으로써 접착 공정에 필요한 열량을 최소화하면서, 2차 방벽 시트(29) 접착 부위의 온도 분포를 일정하게 유지할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
도 1은 멤브레인형 극저온 액체저장탱크의 일부분을 나타낸 측단면도이다.
도 2는 공기 주머니 및 본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치를 이용한 2차 방벽의 시공 방법을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치의 단열 패드를 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 단열 패드의 보강판을 나타낸 종단면도 및 횡단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 온도분포를 균일하게 하기 위한 발열판의 온도 제어 영역을 구분하여 나타낸 것이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 의한 경화장치의 발열판에 열전달판이 결합된 것을 타나낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 경화장치의 발열 패드에 2차 방벽 시트의 표면 온도를 측정하기 위한 열전대를 설치하는 방법을 나타낸 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 탱크 내벽 20 : 단열 구조체
21 : 외측 단열패널 24 : 내측 단열패널
27 : 1차 방벽 28 : 2차 방벽
29 : 2차 방벽 시트 30 : 접착제
32 : 공기 주머니 33 : 고정판
34 : 고정 바 40 : 경화장치
41 : 발열 패드 42 : 발열판
43 : 발열체 44 : 기지재
45 : 보강판 46 : 심재
47 : 보강 구조물 48 : 단열 물질
49 : 면재 50 : 밀착판
60 : 열전달판 65 : 열전달체
70 : 열전대 71 : 이형 필름
72 : 보호 테이프 73 : 부착 부재
75 : 커넥터

Claims (24)

  1. 2차 방벽 시트를 단열패널에 접착하기 위해 상기 2차 방벽 시트와 상기 단열패널 사이에 개재되는 접착제를 경화시키기 위한 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치에 있어서,
    상기 접착제를 가열하기 위한 열을 제공하기 위한 발열체를 갖는 발열판; 및
    상기 발열판의 일면에 결합되는 보강판;을 포함하며,
    상기 발열판은 복수의 온도 제어 영역으로 구분되고, 상기 복수의 온도 제어 영역 중에서 상대적으로 중앙에 위치하는 영역보다 상대적으로 외측에 위치하는 영역에서 상기 발열체의 분포 밀도가 더 높은 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 방벽 시트의 일면에 접하도록 상기 발열판의 타면에 결합되는 밀착판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 밀착판은 실리콘 폼, 폴리우레탄 폼, 멜라닌 폼으로 이루어지는 폼 그룹 중에서 선택된 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 밀착판은 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 폴리머 섬유로 이루어지는 섬유 그룹 중에서 선택된 재료로 제조되는 섬유 매트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강판은 심재와 면재를 포함하는 샌드위치 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 심재는 보강 구조물과 상기 보강 구조물 사이의 공간을 채우는 단열 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보강 구조물은 허니콤 구조물인 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 6 항에 있어서,
    상기 단열 물질은 PVC, PET, PS, PU로 이루어지는 수지 그룹 중에서 선택된 어느 하나의 물질 또는 이들의 혼합 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 면재는 탄소섬유 복합재료 또는 인바강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열판은 상기 발열체를 감싸는 수지 재질의 기지재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  11. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 발열체는 메쉬(Mesh)나 와이어 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 발열판에서 발생하는 열을 상기 밀착판에 균일하게 전달하기 위해 상기 발열판과 상기 밀착판 사이에 개재되는 것으로, 금속판, 카본판, 탄소섬유 복합재료판으로 이루어지는 판 그룹 중에서 선택된 재료로 이루어지는 열전달판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 열전달판의 열전달 효율을 향상시키기 위해 상기 열전달판에 결합되는 선형의 열전달체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13 항에 있어서,
    상기 열전달체는 히트 파이프(Heat pipe), 구리선, 알루미늄선으로 이루어지는 금속선 그룹 중에서 선택되는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열판의 발열 온도를 부분적으로 제어하기 위해, 상기 발열체는 복수가 배치되되 각기 독립적으로 온도 조절 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항에 있어서,
    상기 발열판은 복수의 온도 제어 영역으로 구분되고, 상기 복수의 온도 제어 영역에 독립적으로 제어되는 상기 발열체가 복수로 배치되며, 상기 복수의 온도 제어 영역 중에서 상대적으로 중앙에 위치하는 영역에 배치되는 발열체의 분포 밀도보다 상대적으로 외측에 위치하는 영역에 배치되는 발열체의 분포 밀도가 높은 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 방벽 시트의 표면 온도를 측정하기 위해 상기 2차 방벽 시트와 상기 발열판 사이에 배치되는 열전대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 발열판 및 상기 보강판이 결합된 발열 패드에 착탈 가능하게 부착되고, 그 일면에 상기 열전대가 결합되는 이형 필름; 및
    상기 열전대를 덮도록 상기 이형 필름의 일면에 부착되는 보호 테이프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 이형 필름의 일단은 상기 발열 패드의 한쪽 측면에 결합되고, 상기 이형 필름의 타단에는 상기 발열 패드의 다른 쪽 측면에 착탈 가능하게 부착될 수 있는 부착 부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 20 항에 있어서,
    상기 부착 부재는 벨크로(Velcro) 또는 낮은 점착력을 갖는 테이프(Pressure Sensitive Tape)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항에 있어서,
    상기 이형 필름은 테플론 필름(Teflon film), 나일론 필름(Nylon film), PVC 필름(PVC film)으로 이루어지는 필름 그룹 중에서 선택된 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 열전대는 상기 2차 방벽 시트의 표면 온도를 부분적으로 측정할 수 있도록 상기 이형 필름에 복수가 상호 이격되도록 부착되고, 상기 보호 테이프는 상기 복수의 열전대를 덮기 위해 복수가 구비되는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 단열 패드의 한쪽 측면에 배치되는 커넥터를 더 포함하고,
    상기 열전대는 상기 발열판과 상기 보강판 사이에 배치되는 도선을 통해 상기 커넥터에 연결되는 것을 특징으로 하는 극저온 액체저장탱크의 2차 방벽 시공용 경화장치.
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