KR101350711B1 - 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수배관, 소방배관, 산업용플랜트배관 등의 각종 배관 단열용으로 사용되는 합성고무를 발포시킨 독립기포구조의 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재에 관한 것으로서, 해결수단으로는 고무발포 단열재(1)의 내주면에 접착력을 부여하는 유기 접착제와 강도보강을 위한 무기물 및 난연성을 부여하는 첨가제가 교반된 접착면(6)이 형성되고, 접착면(6)의 상면에는 접착면(6)이 배관보온재(100)의 외주면에 접착되기 전까지 보호할 수 있는 이형지면(5)이 형성된다. 본 발명의 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재는 다양한 형태로 구성할 수 있는데, 예를 들면 튜브형태로 구성하여 배관보온재(100)가 장착된 배관에 씌우는 형태로 시공을 할 수 있으며, 또한 시트형태로 구성하여 배관보온재(100)의 상면에 덧붙이는 형태로서 시공을 할 수 있도록 구성된다.

Description

고무발포 단열재가 결합된 단열보온재{Thermal insulation combined with Rubber foam insulation}

본 발명은 온수배관, 소방배관, 산업용플랜트배관 등의 각종 배관 단열용으로 사용되는 합성고무를 발포시킨 독립기포구조의 고무발포 단열재를 결합한 단열보온재에 관한 것이다.

일반적으로 냉, 난방을 요구하는 모든 배관들은 배관을 통한 유체의 이송시 그 유체의 물성변화방지나 에너지절감 등을 이유로 외면에 단열재를 씌워주도록 하고 있으며, 발전소나 산업용플랜트 및 각종 배관 등과 같이 이송되는 유체로부터 고열이 발생될 경우에는 융점이 높은 재료를 이용하여 단열재를 성형제조해 주어야만 단열기능을 만족하면서 단열재에 의한 화재를 예방해 줄 수가 있게 된다.

산업플랜트현장이나 정유회사의 각종 시설물들 중 통상 직경이 36인치 이하인 경우 배관으로 구분하고 있고, 직경이 36인치 이상인 경우에는 장치물로 구분하고 있으며, 이들은 이송 및 저장되는 유체나 스팀 등의 보온을 위하여 그 외면에 단열재를 감싸주도록 되어 있다.

이러한 산업플랜트 현장이나 정유회사의 배관과 장치물들의 단열재로서 폴리에틸렌이나 폴리우레탄폼 단열재나 퍼라이트(Perlite)나 규산칼슘 단열재 및 유리섬유단열재 등 다양한 종류의 재질이 이용되고 있으나, 이것들 중에 폴리에틸렌이나 폴리우레탄폼 단열재는 융점이 낮아서 고온용으로서는 부적합하고 또 단열성이 떨어져서 에너지낭비를 가져오게 되며, 배관이나 장치물들에 비해서 낮은 수명으로 잦은 교체를 요하게 되므로 설치비용부담이 가중되는 실정이다.

또한 퍼라이트(Perlite)나 규산칼슘 단열재는 초기에 고온용 단열재로서 많이 이용되었으나, 이들은 재질이 갖는 특성상 금형을 이용한 성형으로 블럭화하여 사용하게 되는데 이는 무게가 무겁고 강도가 약할 뿐 아니라 낮은 단열성으로 작고 두껍게 제작되므로 하나의 장치물을 보온하는데에도 다량의 블럭을 필요로 하고 또 장치물이 갖는 곡율에 따라서 별도의 금형을 이용하여야 하므로 금형의 제작비용이 과다소요되고 또 강도가 약하고 무거우며 분진발생이 심할 뿐 아니라 시공시에는 블럭 사이에 갖는 틈을 실리콘 등으로 없애 주어야 하므로 시공이 매우 까다롭고 많은 인력이 소요되며, 시공 후에는 전체 단열재가 갖는 하중이 너무 커서 구조물을 별도로 보강해 주어야하므로 추가비용을 부담하여야 하며, 이러한 재료비부담의 증가와 시공상의 어려움 및 시공공정의 복잡성 등으로 시공비용부담이 가중된다.

또한 사용시에는 약한 강도를 감안할 때 아래로 갈수록 크게 작용하는 하중이나 외부의 충격 및 고온 등에 의한 크랙발생 등으로 쉽게 파손되므로 수명이 짧아 장치물들과 수명을 같지 않아서 재시공에 따른 추가비용부담은 물론 그 대상이 규모가 큰 일반산업플랜트 현장이나 정유회사 등임을 감안할 때 재시공을 위한 철거시 분진발생이 심해 자체 시설물들은 물론 인근지역민들에게 큰 피해를 주게 되고 또 엄청난 양의 폐기물 발생으로 환경오염을 가져오게 됨은 물론 폐기물을 처리하는데에도 많은 비용을 부담하여야 하는 등의 많은 문제점이 발생한다.

상기와 같은 파이프 또는 배관 단열재에 관련된 선행기술로는 국내등록특허공보 등록번호 제10-0907936호에 정유공장, 화력 및 수력, 원자력 발전소 등에서 유체 이송시 사용되는 파이프를 단열할 수 있도록 한 파이프용 단열부재에 관하여 개시되어 있고, 국내공개특허공보 공개번호 제10-2010-0091872호에는 재봉틀에 의해서 파이프 단열재의 곡률이 다양하게 변경될 수 있고, 적층되는 섬유펠트들의 개수를 조절하여 파이프 단열재의 두께를 조절할 수 있으며, 제조방법의 단순한 구조에 의하여 파이프 단열재의 형상 및 두께의 조절이 가능한 효과를 갖는 파이프 단열재 및 파이프 단열재의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.

또한 국내공개특허공보 등록번호 제10-0760003호에는 일반 산업플랜트현장이나 정유회사 등의 장치물 보온용으로 이용되는 라운드형 유리섬유 단열재 및 그 제조방법에 관하여 개시하고 있으나, 상기 선행기술에는 각종 발전소에 사용되는 파이프의 단열을 위하여 파이프를 상하로 감쌀 수 있도록 분할형으로 이루어져 있으며, 고정수단으로 조립 및 분리가 가능토록 구성된 상하 단열부재로 구성되어 고정수단이 추가로 필요하며, 분할형태로 되어 있어서, 접합부분에 단열유지가 어렵고, 상 단열부재와 하 단열부재의 공정이 따로 진행되므로 공정 간의 추가작업이 필요하다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 종래의 통상적인 보온재에 독립기포구조의 고무발포 단열재를 결합시킴으로써, 초기 단열성능이 뛰어날 뿐만 아니라 흡수율이 낮고 단열 유지력이 장기간 지속되며 열전도율을 낮출 수 있는 매우 안정화된 단열재를 제조하였다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 초기 단열성능이 뛰어날 뿐만 아니라 흡수율이 매우 낮고, 단열 유지력이 장기간 지속되는 특성을 갖는 합성고무를 발포시킨 독립기포구조의 고무발포단열재가 결합된 보온단열재를 제공함을 목적으로 하는 것이다.

구체적으로는 고무발포 단열재에 강력한 접착면을 두어 배관 보온재에 접착시킴으로써 배관에 충격이 가해져도 고무발포 단열재의 탄성에 의해 이를 완충시키는 역할을 하며 방수가 용이하며 고온에서도 탄화되지 않고 강력한 접착력을 유지할 수가 있어서 단열재의 사용수명을 안정적으로 보장해줄 수 있으며, 단열재를 시공시에는 배관보온재와 단열재 간의 연결부위를 통한 열손실의 최소화로 열효율을 극대화시켜 줄 수 있는 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 제공에 그 목적이 있다.

본 발명의 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재는 고무발포 단열재(1)의 내주면에 접착력을 부여하기 위하여 유기 접착제와 강도보강을 위한 무기물 및 난연성을 부여하기 위한 난연 첨가제가 혼합된 접착면(6)이 형성되고, 접착면(6)의 상면에는 접착면(6)이 배관보온재(100)의 외주면에 접착되기 전까지 보호할 수 있는 이형지면(5)이 형성된다.

본 발명의 단열재는 다양한 형태로 구성할 수 있는데, 예를 들면 튜브형태로 구성하여 배관보온재(100)가 장착된 배관에 씌우는 형태로 시공을 할 수 있으며, 또한 시트형태로 구성하여 배관보온재(100)의 상면에 덧붙이는 형태로서 시공을 할 수 있도록 구성된다.

상기의 튜브형태의 고무발포 단열재는 유연성과 신축성이 매우 우수하여 시공이 간편하고 외부마감이 별도로 필요하지 않아서 배관 및 파이프 시공이 용이하도록 이루어져 있으며, 시트형태의 고무발포 단열재는 초기 열전도율이 낮을 뿐만 아니라 시간 경과 후에도 단열 성능이 장기간 유지되어 에너지를 효율적으로 보존할 수 있고 유연성이 우수하여 공조덕트 및 피팅류의 시공이 용이하도록 이루어진다.

본 발명은 급수, 급탕, 냉수, 온수배관과 소방배관, 에어컨 냉매배관 및 산업용플랜트배관, 공조덕트, 장비 등의 각종 다양한 배관 등에 사용되는 단열재로서, 합성고무를 발포시킨 독립기포구조의 고무발포단열재로 열전도율이 낮고 안정화된 것으로 초기 단열성능이 뛰어날 뿐만 아니라 흡수율이 낮고 우수하여 단열 유지력이 장기간 지속 되는 특성이 있으며, 종래의 단열재에 비해서 상대적으로 얇은 두께를 선정하여 사용할 수 있으며, 에너지를 합리적으로 보존할 수 있는 특징이 있다.

또한 화염확산이 어렵고 한계산소지수(Limiting Oxygen Index)가 높아서 난연성능이 탁월하며, 유해물질 성분이 검출되지 않고 비산먼지가 없으며 발생폐재를 재활용할 수 있는 친환경적인 효과가 있다.

한계산소지수란 방염처리를 한 고분자 재료와 그 소재의 연소성을 비교하기 위한 지표의 하나로서, 산소와 질소를 혼합한 기류 중에서 점화된 시료가 계속적으로 연소하는 데 필요한 산소의 최저 농도(용량%)를 말하고, 산소한계지수 값이 21보다 커질수록 공기 중에서 연소하기 어렵다.

도 1은 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 사시도이다.
도 2는 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 컷팅선을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재에서 단열재와 보온재의 결합을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재 간의 결합을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 다른 실시예의 컷팅시를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 다른 실시예에서 단열재와 보온재의 결합을 나타낸 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 하며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

도 1은 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 사시도이고, 도 2는 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 컷팅선을 나타낸 사시도로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면,

파이프 또는 배관의 외주면을 감쌀 수 있도록 구성된 배관보온재(100)가 위치하고, 상기 배관보온재(100)의 외주면을 감싸는 형태로 이루어진 단열재(1)로 구성된다. 그리고 상기 단열재(1)의 내주면, 다시 말하면 단열재(1)의 내주면 중에서 배관보온재(100)와 맞닿지 않는 부분에는 이형지면(5)이 위치한다.

상기 고무발포 단열재(1)는 합성고무를 발포시킨 독립기포구조의 고무발포단열재로서 열전도율이 낮고, 초기 단열성능이 뛰어나며, 독립적인 기포구조(Close-Cell)형태로 다층의 수증기 차단막이 형성되어 흡수율이 낮고 내투습성이 우수하여 단열 유지력이 장기간 지속 되는 특성이 있기 때문에 두께를 얇게 구성할 수 있다. 또한 난연성능이 탁월해서 유해물질 성분이 검출되지 않고 비산먼지가 없는 친환경적인 소재이고, 물리적, 화학적으로 안정화되어 사용온도 범위가 -65℃ ~ 120℃로써 폭넓게 적용할 수 있으며, 염소와 암모니아성 성분이 거의 없기 때문에 피보온체인 배관 또는 파이프 등을 부식시키는 일이 발생하지 않는다.

상기의 고무발포 단열재의 성분으로는 니트릴-부타디엔 고무(NBR ; Nitrile butadiene rubble), 에틸렌-프로필렌-디엔 3원공중합체(EPDM ; Etylene propylene terpolymars), 부틸고무(Isobutylene rubber)butadiene rubble) 등의 고분자 재료를 사용할 수 있다.

도 2의 단열재컷팅선(11)과 배관보온재컷팅선(12)은 단열재(1)와 배관보온재(100)를 피보온체인 배관 및 파이프 등에 시공할 시에 배관 및 파이프 등의 길이방향과 수직인 측면방향으로 씌우는 형태로 시공을 할 수 있도록 하며, 도 2에 도시된 것과 같이 단열재컷팅선(11)과 배관보온재컷팅선(12)은 엇갈리게 구성되어 피보온체인 배관 및 파이프 등과 배관보온재(100)와 단열재(1) 간의 강력한 결합을 이룰 수 있다.

도 3은 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재에서 단열재와 보온재의 결합을 나타낸 사시도로서, 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면,

단열재(1)의 내주면은 접착력을 부여하는 유기 접착제와 강도보강을 위한 무기물 및 난연성을 부여하는 첨가제가 혼합되어 구성된 접착면(6)이 형성되고, 접착면(6)의 상면에는 접착면(6)이 배관보온재(100)의 외주면에 접착되기 전까지 상기 접착면(6)을 보호할 수 있는 이형지면(5)이 형성된다.

파이프 및 배관에 시공할 시의 순서를 보면, 피보온체인 파이프 및 배관에 배관보온재(100)를 씌우는 형태로 시공을 하며, 배관보온재(100)의 외주면에 단열재(1)를 덧붙이는 형태로 시공을 하게 된다. 이때 상기 배관보온재(100)의 외주면에 강력하게 접착이 되도록 단열재(1)의 내주면에 형성된 이형지면(5)을 걷어내고 접착면(6)을 이용하여 배관보온재(100)의 외주면에 단단히 시공하게 된다.

또한 배관보온재(100)와 단열재(1)의 길이를 맞춰서 결합하되 엇갈리게 접착하여 일측은 배관보온재(100)가 단열재(1)보다 돌출되도록 형성하고, 타측은 일측과 반대로 배관보온재(100)가 단열재(1)보다 내측에 위치하여 홈을 형성하도록 한다.

도 4는 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재 간의 결합을 나타낸 사시도로서, 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면,

배관보온재(100)와 단열재(1)가 엇갈리게 접착하여 일측에는 배관보온재(100)가 돌출되도록 형성하여 돌출부로 구성하고, 타측은 단열재(1)가 배관보온재(100) 보다 돌출되도록 형성하여 홈으로 구성한다.

상기와 같이 엇갈리게 접착된 단열재(1)와 배관보온재(100)의 일측인 돌출부와 또 다른 엇갈리게 접착된 단열재(1)와 배관보온재(100)의 타측인 홈을 결합하여 시공하면 암수결합이 이루어질 수가 있게 되므로 시공할 때 배관보온재(100)와 단열재(1) 간의 단순한 접착이 결합이 아닌 암수결합에 의해서 더욱더 견고하고 긴밀한 결합이 이루어질 수가 있어서 연결부위를 통한 열손실을 최소화시켜줄 수 있도록 구성되어 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 도 5는 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 다른 실시예의 컷팅시를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명인 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재의 다른 실시예에서 단열재와 보온재의 결합을 나타낸 사시도로서, 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명하면,

배관보온재(100)와 단열재(1)의 양 끝단의 마감을 엇갈리게 하지 않고 똑같이 맞춰서 구성하여, 배관의 길이가 짧거나 파이프 또는 배관의 어느 한 부분에 한정적으로 시공할 때 단열재(1)와 배관보온재(100)의 길이를 똑같이 제작하여 엇갈리게 결합하지 않고, 단열재(1)와 배관보온재(100)의 양끝단의 길이가 같도록 마감하여 시공을 할 수 있다.

도 6과 도 7에서와 같이 단열재컷팅선(11)을 따라 단열재(1)와 배관보온재(100)를 컷팅하여 배관보온재(100)의 정 중앙부, 빈공간에 배관 또는 파이프와 같은 피보온체를 위치시키고 배관보온재(100)로 완벽하게 감싸안으며 결합하고, 상기 배관보온재(100)의 외주면에 단열재(1)의 접착면(6)을 이용하여 결합을 하는 것이다.

본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

1. 단열재 5. 이형지면
6. 접착면 11. 단열재컷팅선
12. 배관보온재컷팅선 100. 배관보온재

Claims (5)

1. 배관 및 덕트의 단열 보온재에 있어서,
   피보온체인 배관 및 덕트를 감싸는 형태로 이루어진 배관보온재(100)와;
   상기 배관보온재(100)의 외주면에 위치하며 합성고무를 발포시켜 독립기포구조(Close-Cell)로 이루어진 니트릴-부타디엔고무(NBR), 에틸렌-프로필렌-디엔 3원공중합체(EPDM), 부틸고무 중 어느 하나를 사용하는 단열재(1)와;
   상기 단열재(1)의 내주면에 접착력을 부여하는 유기물과 무기물 및 난연제로 이루어진 접착면(6)과;
   상기 접착면(6)의 상면에 위치하며 접착면(6)을 보호하는 이형지면(5)으로 구성되며,
   상기 접착면은 배관보온재(100)와 단열재(1)의 길이에 맞춰서 결합하되 서로 엇갈리게 접착하여 일측은 배관보온재(100)가 단열재(1)보다 돌출되도록 형성하고, 타측은 일측과 반대로 배관보온재(100)가 단열재(1)보다 내측에 위치하여 홈을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   단열재(1)의 형태는 튜브 또는 시트의 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재.
5. 제 1항에 있어서,
   단열재(1)와 배관보온재(100)의 일측인 돌출부와 타측 홈을 요홈 결합시키는 것을 특징으로 하는 고무발포 단열재가 결합된 단열보온재.
   

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