KR101167484B1 - 배관자재용 히팅보온 커버제작방법 및 이에 의해 제작된 히팅보온커버 - Google Patents

배관자재용 히팅보온 커버제작방법 및 이에 의해 제작된 히팅보온커버 Download PDF

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Abstract

배관자재용 히팅보온 커버 및 이의 제작방법이 개시된다. 개시된 배관자재용 히팅보온 커버제작방법은, a)배관자재의 실측 및 몰드제작용 도면작성단계; b)상기 도면을 바탕으로 상기 배관자재와 동일한 크기와 모양을 갖는 몰드를 제작하는 단계; c)상기 몰드의 사이즈에 맞추어 단열재를 재단하고 상기 몰드에 상기 단열재를 임시 고정시키는 단계; d)상기 단열재가 고정된 상기 몰드의 사이즈에 맞추어, 상기 단열재의 외주면을 감싸도록 열선클로스를 재단하고, 재단된 상기 열선클로스에 열선을 지그재그형태로 미싱하여 발열유닛을 제작한 후 상기 몰드에 임시 고정시키는 단계; e)상기 단열재 및 상기 발열유닛이 임시고정된 상기 몰드의 사이즈에 맞게 내피를 재단하고, 상기 단열재의 두께 및 형태를 유지하면서 내피를 시침하는 단계; f)상기 배관자재의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 연결하고, 상기 열선에 전원을 공급하는 리드선을 연결하는 단계; 및, g) 상기 몰드를 감싸고 있는 상기 단열재, 상기 발열유닛 및 상기 내피를 모두 커버링할 수 있도록 외피를 재단하고 상기 외피를 시침하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배관자재용 히팅보온 커버제작방법 및 이에 의해 제작된 히팅보온커버{Pipe Heating Cover Fabrication method and a Pipe Heating Cover fabricated by the method}
본 발명은 배관자재용 히팅보온커버 제작방법 및 이에 의해 제작된 히팅보온커버에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 열전도성이 우수하고 열손실이 적으며, 밀착성이 우수한 히팅보온커버를 제작할 수 있는 히팅보온커버 제작방법 및 이에 의해 제작된 히팅보온커버를 제공하는 데 있다.
배관자재용 히팅 보온커버는 반도체 공정의 배관 등 유체 저장용기, 가스관, 온수관, 냉각관, 진공배관, 고온 스팀관 및 유체를 제어하는 밸브, 레귤레이터, 필터 그리고 피팅 등의 내부에 유동하는 액체나 기체를 목표 온도로 승온하거나 일정하게 유지시키기 위해 사용되는 것으로서, 배관자재의 외주면에 밀착되도록 설치된다.
배관자재용 히팅보온커버를 사용함에 있어 배관자재용 히팅 보온커버가 배관자재의 외주면에 밀착된 상태로 설치되는 것이 중요하다. 따라서, 배관의 외주면의 형상과 배관자재용 히팅보온커버의 형상이 동일하게 제작되는 것이 바람직하다.
이러한 특성을 고려하여 종래기술의 배관자재용 히팅보온 커버는 배관자재의 도면을 이용하여 배관자재용 히팅보온 커버의 내면과 외면을 디자인하고 내면과 외면 사이에 단열재를 채우는 방식으로 제작되었다. 그러나, 이러한 히팅보온커버 제작방법은 실재 배관의 사이즈 보다 크거나 작은 경우가 빈번하게 발생되고, 사이즈가 작은 경우에는 설치에 어려움이 있고 큰 경우에는 배관자재와의 갭이 발생하여 열손실이 커서 배관자재의 온도제어에 어려움이 많았다. 또한 종래의 히팅보온커버는 열적 안전성이 부족하고, 신축성이 좋지 않은 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 배관자재의 외주면과 밀착도가 우수한 배관자재용 히팅보온 커버제작방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 내열성,내약품성,신축성 및 인장강도가 우수하고 인체에 무해하며 열적 안정성이 뛰어난 배관자재용 히팅보온 커버를 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배관자재용 히팅보온 커버제작방법은, a)배관자재의 실측 및 몰드제작용 도면작성단계; b)상기 도면을 바탕으로 상기 배관자재와 동일한 크기와 모양을 갖는 몰드를 제작하는 단계; c)상기 몰드의 사이즈에 맞추어 단열재를 재단하고 상기 몰드에 상기 단열재를 임시 고정시키는 단계; d)상기 단열재가 고정된 상기 몰드의 사이즈에 맞추어, 상기 단열재의 외주면을 감싸도록 열선클로스를 재단하고, 재단된 상기 열선클로스에 열선을 지그재그형태로 미싱하여 발열유닛을 제작한 후 상기 몰드에 임시 고정시키는 단계; e)상기 단열재 및 상기 발열유닛이 임시고정된 상기 몰드의 사이즈에 맞게 내피를 재단하고, 상기 단열재의 두께 및 형태를 유지하면서 내피를 시침하는 단계; f)상기 배관자재의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 연결하고, 상기 열선에 전원을 공급하는 리드선을 연결하는 단계; 및, g) 상기 몰드를 감싸고 있는 상기 단열재, 상기 발열유닛 및 상기 내피를 모두 커버링할 수 있도록 외피를 재단하고 상기 외피를 시침하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 히팅보온커버 제작방법은, g)상기 열선을 고온으로 상승시킨 후 온도를 하강시켜 상기 열선 및 상기 단열재 상의 불순물을 제거하는 어닐린(annealing)단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, h)상기 외피에 탈부착부재를 고정시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 히팅보온 커버는, 유리섬유 재질의 열선클로스에 유리섬유재 시침실로 지그재그 형태로 미싱되어 고정된 열선을 포함하는 발열유닛; 상기 열선에서 발열되는 열을 단열하는 단열재; 및, 상기 단열재 및 상기 열선을 감싸도록 봉제된 내피 및 외피;를 포함하며, 상기 내피 및 외피는, 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) (Polytetrafluoroethylene) 재질로 구성되며, 상기 발열유닛, 상기 단열재 및 상기 내피 및 외피는 배관자재의 모형으로 제작된 몰드 사이즈에 맞추어 재단되고 시침된 후 서로 봉제되어 제작되는 것을 특징으로 한다.
상기 내피와 외피는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) (Polytetrafluoroethylene)을 연신가공하여 생성한 PTFE 섬유이며, 상기 단열재는 실리카(SiO2) 재질로 구성될 수 있다.
상기 열선은, 열선섬유(glass)가 코팅된 니크롬선(Ni-Cr wire) 및, 상기 와이어를 감싸도록 피복한 열선피복층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 열선은, 열선섬유, 상기 열선섬유를 나선형태로 감싸도록 설치되며, 열선섬유(glass)가 코팅된 니크롬선(Ni-Cr wire) 및, 상기 와이어를 감싸도록 피복한 열선피복층을 포함할 수 있다.
본 발명의 배관자재용 히팅보온커버는 불소수지 중 가장 높은 내열성이 높은 폴리테트라플로우 에틸렌(PTFE)을 연신가공하여 생성된 PTFE 섬유(PTFE FIBER)에 특수가열 한 섬유로 구성된 PTFE FIBER 커버를 사용함으로써, 탁월한 내열성과 내약품성을 갖고 인장강도가 높은 장점이 있다.
또한, 본 발명의 배관자재용 히팅보온커버는, 실리카섬유(Silica wool), 유리커버(Glass cloth) 등 옥외에서 수명이 요구되는 시트재 및 단열재의 외피재와 필터소재를 사용함으로써, 매우 넓은 온도 범위에서(-200℃ ~ 260℃) 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 배관자재용 히팅보온커버는, 인체에 무해하고 열적안정성이 우수하며, 직물 특유의 바이어스 방향으로의 신축성이 우수하다.
또한, 본 발명의 배관자재용 히팅보온커버는, 복잡한 형상의 보온재나 히팅커버의 제작이 용이하고, 칼이나 가위등으로 잘리지 않는 장점이 있다( 재단시에는 특수 가위를 사용함).
또한, 본 발명의 히팅보온커버 제작방법에 따르면, 배관자재와의 밀착도가 우수해 열손실을 최소화할 수 있는 히팅보온 커버를 용이하게 제작할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관자재용 히팅보온 커버를 도시한 부분 분해 사시도,
도 2는, 도 1의 히팅보온커버를 횡방향으로 절단한 단면도,
도 3a, 도 3b는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열선으로서, 도 3a는 열선의 제1 실시 예, 도 3b는 열선의 제 2 실시 예의 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관자재용 히팅보온 커버 제작방법을 설명하기 위한 블록도,
도 5는 배관자재의 모형을 스치로폼으로 제작한 배관자재 몰드 사시도,
도 6은 도 5의 배관자재 몰드에 단열재(10)를 시침 핀으로 고정시킨 상태를 도시한 사시도,
도 7은, 열선클로스에 열선을 시침실을 이용하여 지그재그 형태로 미싱한 상태를 설명하기 위한 도면,
도 8은, 최종적으로 완성된 배관자재용 히팅보온 커버 및 배관자재 몰드를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 출원 명세서에 사용되는 용어 중 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene)은 불소수지를 의미하며, 내약품성이 뛰어나며, 넓은 온도(325℃에서도 안정)에서 특성이 변화하지 않는 특성이 있다. 또한, 전기특성도 양호하며, 불연성으로 내후성도 좋고, 비점착성으로 마모계수도 작으며, 무독성이다. 또한, 실리카(Silica,SiO2)는, 이산화규소, 무수규산의 통상적인 명칭이다. 글라스 클로스( glass cloth)는 글라스(glass) 섬유사로 싼 직물의 총칭을 의미한다. 아라미드 펠트(aramid felt)는 열에 강하고 방향족 폴리아마이드 섬유시트를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관자재용 히팅보온 커버(9)를 도시한 도면으로서, 일부를 분해한 일부분해 사시도이고, 도 2는, 도 1의 히팅보온커버를 횡방향으로 절단한 단면도이며, 도 3a, 도 3b는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열선(20)으로서, 도 3a는 열선의 제1 실시 예, 도 3b는 열선의 제 2 실시 예이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보온히팅커버(9)는, 내피 및 외피(32,31), 발열유닛(19) 및 단열재(10)를 포함한다.
내피 및 외피(32,31)는 열선 발열유닛(19) 및 단열재(10)를 모두 감싸는 보온히팅커버(9)의 표면을 구성하는 것으로서, 내피 및 외피(32,31) 모두 상기 내피 및 외피(32,31)는, 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) (Polytetrafluoroethylene) 재질로 구성되어 있다. 즉, 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) (Polytetrafluoroethylene)을 연신가공하여 생성한 PTFE 섬유이며, PTFE 섬유를 가열하여 PTFE 섬유 시트를 만들어 내피 및 외피로 사용한다.
플루오로에틸렌(PTFE)은 감촉이 좋고, 내열성과 내 약품성이 탁월하다. 인체에 전혀 무해하고 화학성, 열적 안정성이 좋아 크린룸 내에서도 안심하고 사용할 수 있는 소재이다. 또한, 매우 넓은 온도 범위에서(-200℃ ~ 260℃) 사용할 수 있고, 필름 등이 적층되어 있지 않아 직물 특유의 바이어스 방향으로 신축성이 좋은 장점이 있다. 복잡한 형상의 보온재나 히터제작이 용이하고, 인장강도는 같은 온도에서 유리섬유에 비하여 20배 정도 높은 것으로 확인되었다. 또한, 플루오로에틸렌(PTFE)은 칼이나 가위등에 절단되지 않아, 제단시에는 특수 가위를 사용하여 재단한다.
발열유닛(19)는, 열선 클로스(cloth)(53)에 시침실(18)에 의해 고정된 열선(20)으로 구성된다. 열선 클로스(cloth)(53)는 글라스 섬유사로 싼 직물이며, 도 1 및 2를 참조하면, 일 측은 PTFE 재질의 내피(32)와 접촉되고 타측은 열선(20)과 접촉되도록 설치된다. 열선 클로스(53)는 열선(20)에서 발산되는 열을 받아 내피(32)로 전달하는 역할을 하며, 보온에 효과적이다.
열선(heating wire unit)(20)은, 도 2 및 도 3a, 도 3b를 참조하면, 단열재(10)와 글라스 클로스(53) 사이에 설치된다. 열선(20)의 구조는 두 가지 실시 예로 구성할 수 있는데, 도 3a의 열선(20a)과 같이 히팅 와이어(61)와 이를 피복하는 유리피복층(62)으로 구성될 수 있으며, 도 3b에 도시된 열선(20b)과 같이 유리섬유(63)와, 이를 나선형태로 감싸는 히팅와이어(61), 히팅와이어(61)를 피복하는 유리피복층(62)으로 구성될 수 있다. 상술한 히팅 와이어(61)는 니크롬선이며 유리섬유가 코팅되어 있다(glass coated Ni-Cr heating wire). 이러한 구조의 열선(20a,20b)은 열 전달성이 좋고 유리섬유피복층(62)을 통해 열이 골고루 분산되어 전달된다.
단열재(10)는, 도 2를 참조하면, 열선(20)과 외피(31) 사이에 설치된다. 단열재(10)는 실리카(Silica, SiO2) 섬유로 구성되거나 아라미드 펠트(aramid felt)로 구성될 수 있다. 둘 다 단열성이 좋고 열에 강한 재질로서, 열선에서 발산되는 열이 외부로 전달되는 것을 차단한다.
이하에서는 도 4 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관자재용 히팅보온 커버(9)를 제작하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 히팅보온커버(9)가 설치될 배관자재의 직경 및 길이 등 크기와 모양을 실측한다(S1). 배관설계도면은 실제 설치된 배관의 사이즈와 다른 경우가 많다. 따라서, 실재 배관자재의 크기와 모양을 정확히 측정한 다음 이를 도면화한다. 도면은 몰드 제작에 사용된다.
그런 다음, 실측을 바탕으로 그려진 도면을 바탕으로 몰드(90)를 제작한다(S2). 몰드(90)는 실재 배관의 크기 및 모양과 동일하게 제작되고, 제작의 편의와 시침 바늘(91)이 잘 꽂아질 수 있는 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 도 5는 본 실시 예의 몰드(90)를 그린 도면으로서, 스치로폼으로 제작된 것이다.
그런 다음, 도 6과 같이 몰드(90)의 사이즈에 맞추어 단열재(10)를 재단하고 시침바늘(91)로 고정시킨다(S3). 즉 단열재(10)를 몰드 사이즈에 맞게 자른 후 자른 끝단을 시침핀(91)으로 몰드(90)에 임시 고정시킨다.
그런 다음, 발열유닛(19)을 재단하고 시침한다(S4). 발명유닛(19)을 제작하기 위해 먼저 열선클로스(53)를 몰드 사이즈에 맞게 재단한다. 즉 열선클로스(53, 열선고정 직물)를 단열재(10)가 임시 고정되어 있는(도 6 참조) 몰드(90)를 감싸서 알맞은 크기로 자른다. 그런 다음 열선클로스(53)의 크기에 맞게 열선(20)을 자르고, 열선(20)을 유리섬유재질의 시침실(18)을 이용하여 도 7과 같이 지그재그 형태로 재봉하여 열선을 열선클로스(53)에 단단히 고정시킨다. 열선(20)이 지그재그 형태로 미싱된 발열유닛(19)을 다시 몰드(90)에 시침핀(91)으로 임시고정 시킨다. 열선(20)은 열선클로스(53)에 단단히 고정함으로써, 히팅보온커버는 설치 및 분리를 반복하므로 오므렸다 펴졌다하는 횟수가 많고 지속적으로 열을 발산시키는 열선의 특성상, 열선이 열선클로스(53)로부터 이탈되어 열선과 열선이 서로 접촉되어 단선되거 열이 균일하게 전달되지 않는 현상을 방지할 수 있다.
그런 다음, 내피(32)를 재단하고 시침한다(S5). 단열재(10) 및 발열유닛(19)이 임시 고정된 몰드(90)의 사이즈에 맞게 내피(32)를 재단하고, 단열재(10)의 두께 및 형태를 유지하면서 내피(32)를 시침한다. 시침실은 유리섬유재의 실을 이용하고, 내피(32)가 단열재(10) 및 발열유닛(19)의 일면 및 측면을 감싸도록 시침실을 이용하여 봉제한다.
그런 다음, 어닐린단계를(annealing) 거친다(S6). 열선(20)을 고온으로 상승시킨 후 온도를 하강시켜 열선유닛(19) 및 단열재(10)에 있을 수도 있는 불순물을 제거시킨다.
그런 다음, 배관자재의 온도를 측정하기 위해 내피(32) 외측으로 돌출되도록 온도센서(미도시)를 연결하고, 열선(20)에 전원을 공급하는 리드선(95)을 연결한다(S7).
그런 다음, 몰드(90)를 감싸고 있는 단열재(10), 발열유닛(19) 및 내피(32)를 모두 커버링할 수 있도록 외피(31)를 재단하고 외피를 감침한다(S8). 즉, 외피(31)가 시침된 단열재(10), 내피(32) 및 발열유닛(19)을 덮을 수 있도록 외피의 크기를 재어 재단하고, 재단된 외피(31)를 시침실을 이용하여 단열재(10)의 일면과 측면 및 발열유닛(19)의 측면을 감싸도록 봉제시켜 고정한다.
그런 다음, 외피(31)에 탈부착부재(92,93)를 고정시킨다(S9). 탈부착부재는 도 8을 참조하면, 암수 벨크로(92,93)로 구성될 수 있다. 밸크로를 고정시킴으로써 히팅보온커버(9)의 착탈을 쉽게 할 수 있다.
그런 다음, 리드선에 커넥터(96) 등을 연결시킨다(S10).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예의 히팅보온커버 제작방법은, 몰드를 제작하여 그에 맞게 각 부재들을 실측하여 제작하므로, 실재의 배관자재에 꼭 맞는 히팅보온커버를 제작할 수 있다. 따라서, 열전달효율이 우수한 특징이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
9:배관자재용 히팅보온커버
10:단열재
18:시침실
19:발열유닛
20,20a,20b:열선
31,32:외피, 내피
53:열선 클로스(cloth)
61:히팅 와이어
62:열선피복층
63:열선섬유
90:몰드
91:시침핀
92:,93:벨크로

Claims (7)

  1. a)배관자재의 실측 및 몰드제작용 도면작성단계;
    b)상기 도면을 바탕으로 상기 배관자재와 동일한 크기와 모양을 갖는 몰드를 제작하는 단계;
    c)상기 몰드의 사이즈에 맞추어 단열재를 재단하고 상기 몰드에 상기 단열재를 임시 고정시키는 단계;
    d)상기 단열재가 고정된 상기 몰드의 사이즈에 맞추어, 상기 단열재의 외주면을 감싸도록 열선클로스를 재단하고, 재단된 상기 열선클로스에 열선을 지그재그형태로 미싱하여 발열유닛을 제작한 후 상기 몰드에 임시 고정시키는 단계;
    e)상기 단열재 및 상기 발열유닛이 임시고정된 상기 몰드의 사이즈에 맞게 내피를 재단하고, 상기 단열재의 두께 및 형태를 유지하면서 내피를 시침하는 단계;
    f)상기 배관자재의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 연결하고, 상기 열선에 전원을 공급하는 리드선을 연결하는 단계; 및,
    g) 상기 몰드를 감싸고 있는 상기 단열재, 상기 발열유닛 및 상기 내피를 모두 커버링할 수 있도록 외피를 재단하고 상기 외피를 시침하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관자재용 히팅보온 커버 제작방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    g)상기 열선을 고온으로 상승시킨 후 온도를 하강시켜 상기 열선 및 상기 단열재 상의 불순물을 제거하는 어닐린(annealing)단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관자재용 히팅보온 커버 제작방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    h)상기 외피에 탈부착부재를 고정시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관자재용 히팅보온 커버 제작방법.
  4. 유리섬유 재질의 열선클로스에 유리섬유재 시침실로 지그재그형태로 미싱되어 고정된 열선을 포함하는 발열유닛;
    상기 열선에서 발열되는 열을 단열하는 단열재; 및,
    상기 단열재 및 상기 열선을 감싸도록 봉제된 내피 및 외피;를 포함하며,
    상기 내피 및 외피는, 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) (Polytetrafluoroethylene) 재질로 구성되며,
    상기 발열유닛, 상기 단열재 및 상기 내피 및 외피는 배관자재의 모형으로 제작된 몰드 사이즈에 맞추어 재단되고 시침된 후 서로 봉제되어 제작되는 것을 특징으로 하는 배관자재용 히팅보온 커버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내피와 외피는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) (Polytetrafluoroethylene)을 연신가공하여 생성한 PTFE 섬유이며, 상기 단열재는 실리카(SiO2) 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 배관자재용 히팅보온 커버.
  6. 제 4항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 열선은,
    열선섬유(glass)가 코팅된 니크롬선(Ni-Cr wire); 및,
    상기 와이어를 감싸도록 피복한 열선피복층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관자재용 히팅보온 커버.
  7. 제 4항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 열선은,
    열선섬유;
    상기 열선섬유를 나선형태로 감싸도록 설치되며, 열선섬유(glass)가 코팅된 니크롬선(Ni-Cr wire); 및,
    상기 와이어를 감싸도록 피복한 열선피복층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관자재용 히팅보온 커버.
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