KR101139422B1 - 무기질 단열재를 포함하는 단열커버 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단열커버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파이프 등 배관자재에 단열을 목적으로 감싸기 위한 무기질 단열재를 포함하는 단열커버 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 알루미나(Al₂O₃) 및 실리카(SiO₂)를 주성분으로 하는 세라믹울 또는 세라크울(Cerak Wool)을 포함하는 제1단열층 및 상기 제1단열층의 외면에 구비되며, 미네랄울(mineral wool), 글라스울(glass wool), 규산칼슘(calcium cilicate), 퍼라이트(perlite), 중 어느 하나를 포함하는 제2단열층을 포함한다.

Description

무기질 단열재를 포함하는 단열커버 제조방법{Manufacturing method of insulating cover having inorganic insulating material}

본 발명은 단열커버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파이프 등 배관자재에 단열을 목적으로 감싸기 위한 무기질 단열재를 포함하는 단열커버 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

단열재료는 열의 이동을 가능한 한 억제할 목적으로 사용되는 재료 전체를 총칭한다. 배관설비에서는 필요한 열의 유출과 불필요한 열의 유입을 방지하여 에너지 절약을 촉진하며, 표면결로나 실내온도의 편향분포를 방지하여 에너지를 보존시키는 것을 목적으로 사용된다. 또한, 발전소, 제철소 등에 고열이 유동하는 배관계통에 단열을 목적으로 사용된다.

열의 이동을 억제할 목적으로 사용되는 단열재료는, 종래에는 저온역에서는 보냉재, 상온에서부터 중온까지는 보온재, 이보다 고온역에서 사용되는 재료를 단열재라고 분류하였으나, 최근 이들 모두를 총체적으로 단열재라고 부르고 있다. 단열재료는 보통 다공질의 재료가 많으며, 열전도율이 낮을수록 단열성능이 좋은 것이라 할 수 있다.

이와 관련하여 한국등록특허 제10-664665호(명칭 : 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법)은 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법에 대한 것으로서, 더욱 상세히는 보온재층 및 상기 보온재층의 표면에 형성되는 방화피막을 포함하여 구성되는 방화구획처리용 채움재와 상기 보온재층의 내부에 내열성 심재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법에 대하여 게시하고 있다. 이로 인하여 방화피막을 보온재층 표면에 형성시킴으로써 난연성, 방수성, 내마모성, 내분진성 및 복원력을 높이고, 보온재층에 신축성을 주는 압착공정을 도입하여 밀실한 시공한 시공이 가능하게 한다고 하였으며, 보온재층 내부에 내열성 심재를 형성하여 보온재층의 열화현상을 막아주고, 가열시 수축에 의한 탈락을 방지하며, 주수시험시 수압에 의한 버팀목 역할을 하게 한다고 기재하고 있다.

본 발명은 고온의 유체가 통과하는 배관자재에 단열을 목적으로 감싸기 위한 단열커버에 관한 것으로, 고온의 유체가 통과하는 배관자재의 외부로 열 전달을 최소화시키기 위함이다.

위 과제를 해결하기 위한 본 발명은 알루미나(Al₂O₃) 및 실리카(SiO₂)를 주성분으로 하는 세라믹울 또는 세라크울(Cerak Wool)을 포함하는 제1단열층(1000) ; 및 상기 제1단열층(1000)의 외면에 구비되며, 미네랄울(mineral wool), 글라스울(glass wool), 규산칼슘(calcium cilicate), 퍼라이트(perlite), 중 어느 하나를 포함하는 제2단열층(2000)을 포함한다.

또 다른 본 발명은 수용부(110)를 구비한 형틀(100), 상기 형틀(100)의 수용부(110)에 채워지는 제1 및 제2단열재를 가압하기 위한 가압기구(200) 및 가압된 상태로 제1 및 제2단열재를 가열시키기 위한 가열기구(300)를 이용한 단열커버의 제조방법으로, 상기 수용부(110)에 이형제를 도포하는 이형제 도포단계(S1); 상기 이형제가 도포된 상기 수용부(110)에 제1단열재 및 제2단열재를 적층시키는 단열재 적층단계(S2); 순차적으로 적층된 상기 제1 및 제2단열재를 상기 가압기구(200)를 이용하여 가압하는 가압단계(S3); 가압된 제1 및 제2단열재를 상기 가열기구(300)를 이용하여 소정의 온도로 가열시키는 가열단계(S4); 및 가열된 제1 및 제2단열재를 인출시키는 인출단계(S5); 를 포함한다.

또한, 본 발명 중 상기 단열재 적층단계(S2)는 서로 다른 재료로 이루어진 제1단열재 및 제2단열재를 순차적으로 적층시키기 위하여 제1단열재 적층단계(S2-1) 및 제2단열재 적층단계(S2-2)를 포함한다.

또한, 본 발명 중 상기 제1단열재는 알루미나(Al₂O₃) 및 실리카(SiO₂)를 포함하는 세라믹울 또는 세라크울(Cerak Wool)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명 중 상기 제2단열재는 미네랄울(mineral wool), 글라스울(glass wool), 규산칼슘(calcium cilicate), 퍼라이트(perlite), 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

위와 같은 본 발명에 의하여 1000℃ 이상의 고온 유체가 유동하는 배관자재에 본 발명에 따른 단열커버를 감싸 단열효율을 극대화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조 방법에 의하여 효율적으로 단열커버를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 형틀 및 가압기구를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 가열기구를 도시한 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 단열커버의 제조방법을 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 도시한 개념도.

제 1 실시예 (단열커버)

본 발명의 단열커버는 제1단열층(1000) 및 제2단열층(2000)으로 이루어진다. 도 4를 참고하면, 제1단열층(1000)은 비교적 고온, 예를 들면 약 1000℃이상 사용온도 범위를 갖는 즉, 1000℃ 정도의 유체가 흐르는 배관자재(P)의 외주면을 감싸는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 제2단열층(2000)은 제1단열층 보다는 낮은 온도인 약 700℃이하의 사용온도 범위를 갖는 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

도 4를 참고하면, 제1단열층(1000)의 경우 알루미나(Al₂O₃) 및 실리카(SiO₂)를 주성분으로 하는 세라믹울 또는 세라크울(Cerak Wool)을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 세라믹울 또는 세라크울의 경우 알루미나 약 40~50중량%, 실리카 약 50~60중량%, 이산화티타늄(TiO₂) 약 0.2~1중량%, 산화크롬(Cr₂O₃) 약 0.2~1중량%로 구성된 것이 바람직하다. 이와 같은 제1단열층(1000)은 약 1200℃에서도 사용하다.

도 4를 참고하면, 제2단열층(2000)은, 배관자재(P)의 외주면을 감싸는 제1단열층(1000)의 외면에 구비되며, 미네랄울(mineral wool), 글라스울(glass wool), 규산칼슘(calcium cilicate), 퍼라이트(perlite), 중 어느 하나를 포함한다. 여기서 미네랄울의 경우 약 600℃ 사용온도 범위를 갖으며, 글라스울의 경우 약 350℃ 사용온도 범위를 갖으며, 규산칼슘(calcium cilicate) 또는 퍼라이트(perlite)의 경우 약 550℃ 사용온도 범위를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 퍼라이트는 화산석으로 된 진주석을 900 ~ 1200℃로 소송한 후 분쇄하여 소성팽창한 것 내부에 미세공극을 가지는 경량구상형의 작은입자로 구성된 것을 의미한다.

제 2 실시예 (제조장치)

본 발명의 단열커버의 제조를 위한 제조장치를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 단열커버의 제조장치 중 형틀(100) 및 형틀(100)의 수용부(110)에 안치되는 가압기구(200)를 도시하였다.

형틀(100)은 내부에 솜과 같은 형상을 지닌 단열재를 수용하며, 소정의 형상을 만들 수 있는 형태를 갖는다. 예를 들면, 중공 원통형의 단열커버를 제조하고자한다면 이를 위한 형틀(100)을 제조하면 될 것이다. 도 1에 도시된 형틀(100)의 경우 도 4에 도시된 바와 같이 직경의 크기가 매우 큰 파이프를 감싸기 위한 형틀에 상당한다.

도 1을 참고하면, 형틀(100)은 내부에 솜과 같은 형상을 지닌 단열재를 수용하기 위한 수용부(110)를 구비한다. 수용부(110)에 후술하는 이형제를 도포하고 단열재를 채운 후 가압 가열하는 것이다. 가압을 위하여 후술하는 래치(210)를 형틀(100)의 고리(120)에 걸어 가압한다.

도 1을 참고하면, 가압기구(200)는 수용부(110)에 수용될 수 있는 형상을 갖도록 한다. 또한, 가압기구(200)는 전술한 고리(120)에 걸어 가압기구(200)와 형틀(100)을 상호 체결할 수 있도록 래치(210)가 가압기구(200)의 고리(120)에 대응되는 위치에 구비된다. 또한, 가압기구(200)의 상부면측에는 다수개의 홀(220)이 천공된다. 홀(220)은 가열기구(300) 내에 가압기구(200)와 결합된 형틀(100)을 투입시켜 가열시킬 때, 내부에 있는 단열재의 가공에 따라 발생되는 가스 등의 배출을 위한 것이다.

제 3 실시예 (제조방법)

위 제1실시예에서 상술한 단열커버의 제조방법에 대하여 첨부된 도 1 내지 3을 참고하여 상술한다.

단열재를 수용하기 위한 수용부(110)를 구비한 형틀(100)과 단열재를 수용시킨 형틀(100)의 단열재를 가압하기 위한 가압기구(200), 그리고 가압된 상태로 단열재를 가열시키기 위한 가열기구(300)를 이용하여 단열커버를 제조하는 방법에 대하여 상술한다.

본 발명의 제조방법을 상술하기 전, 수용부(110)에 적층되어 가열 및 가압되기 전 단열재는 솜과 비슷한 형상이다. 이로 인해 배관자재의 형상에 따라 가공, 특히 절단하기 어려운 점이 있다. 이러한 난점을 해결하기 위한 것이다.

도 3을 참고하면, 먼저 수용부(110)에 이형제를 도포하는 이형제 도포단계(S1)를 포함한다. 본 이형제는 후술하는 인출단계(S5)시 가열된 단열재를 형틀(100)에서 용이하게 떼기 위한 것이다. 이형제는 오일, 실리콘, 파라핀, 왁스 등을 사용하는 것이 바람직하다.

도 3을 참고하여, 단열재 적층단계(S2)를 설명한다. 위 설명한 이형제를 수용부(110)에 골고루 도포시킨 후, 단열재를 적층시킨다. 적층되는 단열재의 경우 전술한 바와 같은 제1단열층(1000)의 재료 또는 제2단열층(2000)의 재료 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 만약, 제2단열층(2000)의 재료를 사용하여 수용부(110)에 적층시킨 경우, 후술하는 가압단계(S3) 및 가열단계(S4)를 거쳐 제2단열층(2000)만을 형성시킬 수 있다. 이와 같이 제2단열층(2000)만이 형성된 경우라면, 그 내주면에 접착제를 도포시킨 후 전술한 제1단열층(1000)의 재료를 접착시켜 본 발명에 따른 단열커버를 완성할 수 있을 것이다. 여기서 제1단열층(1000)의 두께를 얇게 형성시킨다면 제1단열층(1000)의 경우 가압단계(S3) 및 가열단계(S4)는 선택적으로 생략가능하다.

한편, 제1단열층(1000)과 제2단열층(2000)을 동시에 가공하여 단열커버를 완성할 수 있다. 즉, 제1 및 제2단열재를 순차적으로 적층시킨다(S2-1 및 S2-2).

도 3을 참고하면 가압단계(S3)는 가압기구(200, 도 1에 도시함)를 이용하여 실시한다. 도 1에 도시된 가압기구(200) 및 형틀(100)의 경우 고열에 견딜 수 있는 재질을 채택하는 것이 바람직하며, 형틀(100)의 수용부(110)에 가압기구(200)가 안착될 수 있는 구조를 채택하여, 가압기구(200)의 자중에 의하여 자연적으로 가압될 수 있다.

도 3을 참고하면, 가열단계(S4)가 추가적으로 실시된다. 가열단계(S4)는 가압된 단열재를 수용한 형틀(100) 및 가압기구(200)를 가열기구(300)에 이동시켜 소정의 온도로 가열시킨다. 단열재가 가열되면서 발생되는 가스 등 기체가 자연적으로 배출될 수 있도록 홀(220, 도 1에 도시함)이 천공된 것이 바람직하다.

제1단열층(1000) 및 제2단열층(2000)을 적층한 경우, 본 가열단계(S4)를 거치면서 양자가 자연적으로 접합될 수 있다.

이러한 가열단계(S4)를 거친 본 발명에 따른 단열커버를 인출하는 인출단계(S5)가 수행된다.

100 : 형틀 110 : 수용부
200 : 가압기구 300 : 가열기구
1000 : 제1단열층 2000 : 제2단열층

Claims (5)

1. 삭제
2. 배관자재의 외주면을 감쌀 수 있는 형상으로 제조하기 위한 형틀(100)의 수용부(110)에 이형제를 도포하는 이형제 도포단계(S1);
   상기 이형제가 도포된 수용부(110)의 상부에 알루미나(Al₂O₃) 및 실리카(SiO₂)를 포함하는 세라믹울 또는 세라크울(Cerak Wool)로 된 제1 단열재(1000), 및 미네랄울(mineral wool), 글라스울(glass wool), 규산칼슘(calcium cilicate), 퍼라이트(perlite) 중 어느 하나를 포함하며, 상기 제1단열재(1000)의 사용온도 범위보다 낮은 사용온도 범위를 갖는 제2단열재(2000)를 순차적으로 적층시키는 단열재 적층단계(S2);
   상기 형틀(100)과 체결되는 가압기구(200)를 이용하여 순차적으로 적층된 상기 제1 및 제2단열재(1000, 2000)를 가압하는 가압단계(S3);
   상기 형틀(100)의 수용부(110)내에 적층된 상기 제1 및 제2단열재(1000, 2000)를 가압기구(200)에 의하여 가압된 상태로 가열기구(300)에 투입시켜 소정의 온도로 가열시키되, 상기 가압기구(200)에 형성된 다수개의 홀(220)에 의하여 상기 제1 및 제2단열재(1000, 2000)의 가열 중 발생되는 가스가 배출되도록 하며, 가열에 따라 상기 제1 및 제2단열재(1000, 2000)가 접합되도록 하는 가열단계(S4); 및
   가열되어 접합된 제1 및 제2단열재(1000, 2000)를 형틀(100)의 수용부(110)에서 인출시키는 인출단계(S5);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열커버 제조방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1단열재(1000)는 알루미나 40 내지 49중량%, 실리카 50~59중량%, 이산화티타늄 0.2~1중량% 및 산화크롬 0.2~1중량%로 이루어진 것 세라믹울 또는 세라크울인 것을 특징으로 하는 단열커버 제조방법.
   
4. 삭제
5. 삭제

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