KR101458537B1 - 착탈식 단열장치 - Google Patents

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KR101458537B1
KR101458537B1 KR1020130052504A KR20130052504A KR101458537B1 KR 101458537 B1 KR101458537 B1 KR 101458537B1 KR 1020130052504 A KR1020130052504 A KR 1020130052504A KR 20130052504 A KR20130052504 A KR 20130052504A KR 101458537 B1 KR101458537 B1 KR 101458537B1
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김국수
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Abstract

본 발명은 착탈식 단열장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 착탈식 단열장치는, 단열유닛들 각각이 분할라인을 기준으로 분리가능하게 결합되는 적어도 두개의 분할체들을 가지며, 상기 적어도 두개의 분할체들 각각은 내부단열층과, 상기 내부단열층의 외경방향에 배치되는 외부단열층과, 상기 내부단열층과 상기 외부단열층 사이에 개재된 중간단열층과, 상기 내부단열층, 상기 외부단열층, 및 상기 중간단열층을 감싸는 단열재보호층을 구비하며, 상기 내부단열층 및 상기 외부단열층 각각은 미세공극을 가지는 적어도 하나의 단열재층으로 이루어지고, 상기 적어도 하나의 단열재층의 미세공극에는 불활성가스가 주입되고, 상기 단열재보호층은 가스 불투과성 재질을 가진다.

Description

착탈식 단열장치{REMOVABLE INSULATION APPARATUS}
본 발명은 착탈식 단열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탈부착이 용이하여 배관의 감육검사 및 단열재의 시공작업을 매우 간편하게 할 수 있으며, 단열성능이 향상된 착탈식 단열장치에 관한 것이다.
널리 주지된 바와 같이, 발전소(원자력, 화력 등) 및 석유화학플랜트 등에는 고온/고압의 스팀을 이송시키기 위한 배관이 설치되고, 이러한 배관은 시간이 경과함에 따라 고온/고압의 스팀으로 인해 배관침식이 발생하여 배관의 두께가 감소하는 감육현상이 일어난다.
이러한 배관의 감육현상으로 인해 시간이 경과함에 따라 배관 측에 핀홀이 발생하여 큰 사고로 이어질 수 있으므로, 배관에 대해 1년에 한번씩 계획예방정비를 통해 감육검사를 실시하고, 이를 기록 및 보고하도록 되어 있다.
이러한 감육검사를 실시할 때 기존의 단열재로 시공된 경우에는 배관의 외부에 마감된 금속재질의 마감커버 및 단열재 등을 순차적으로 철거한 후에 감육검사를 실시한다. 이러한 감육검사를 실시한 후에 새로운 단열재를 부착하고, 마감커버로 마감하는 방식으로 진행되고 있다.
이러한 감육검사 후의 단열재 시공방식은 매년 철거되는 단열재 및 마감커버의 폐기량으로 인해 자재의 막대한 낭비를 불러일으키고, 특히 엘보 또는 T-이음 부분의 경우에는 직관의 단열재 설치에 비해 고도의 숙련된 기능이 요구될 뿐만 아니라 잘못 시공된 경우 단열틈새(thermal notch)의 발생으로 인해 열피로현상(thermal stress)가 증가하여 그 부분에 대한 감육현상이 현저하게 진행될 수 있으며, 이로 인해 전체 배관의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
일본 공개특허공보 특개2009-047256호(2009.03.05.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 극복하기 위한 것으로, 탈부착이 용이함과 더불어 단열틈새 발생을 최소화하여 단열성능을 향상시키고, 배관의 감육검사 및 단열재의 시공작업을 매우 간편하게 할 수 있는 착탈식 단열장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 배관의 엘보 외면에 설치되는 엘보용 단열유닛, 배관의 T-이음 외면에 설치되는 T-이음용 단열유닛, 배관의 직관 외면에 설치되는 직관용 단열유닛, 및 배관의 플랜지부 외면에 설치된 플랜지용 단열유닛을 포함하는 단열유닛들을 구비하는 착탈식 단열장치에서, 상기 단열유닛들 각각은 분할라인을 기준으로 분리가능하게 결합되는 적어도 두개의 분할체들을 가지며, 상기 적어도 두개의 분할체들 각각은 내부단열층과, 상기 내부단열층의 외경방향에 배치되는 외부단열층과, 상기 내부단열층과 상기 외부단열층 사이에 개재된 중간단열층과, 상기 내부단열층, 상기 외부단열층, 및 상기 중간단열층을 감싸는 단열재보호층을 구비하며, 상기 내부단열층, 상기 중간단열층 및 상기 외부단열층에는 서로 다른 내열도를 가지는 단열재가 적용되며, 상기 내부단열층, 상기 중간단열층 및 상기 외부단열층에 적용되는 단열재들각각은 미세공극을 가지며, 상기 미세공극에는 불활성가스가 주입되고, 상기 단열재보호층은 가스 불투과성 재질을 가진다.
상기 내부단열층, 상기 중간단열층 및 상기 외부단열층은 내부에서 외부방향으로 갈수록 내열도가 점점 낮아지는 구조로 단열재가 적용되거나, 내열도가 점점 높아지는 구조로 단열재가 적용될 수 있다.
상기 내부단열층에 적용되는 단열재는 세라크울(cerak-wool)이나 이클래스 파이버(E-class fiber)이며, 상기 중간단열층에 적용되는 단열재는 미네랄 울(mineral-wool)이며, 상기 외부단열층에 적용되는 단열재는 글라스 울(glass-wool)일 수 있다.
상기 불활성가스는 아르곤가스(Ar) 또는 크립톤가스(Kr)일 수 있다.
상기 단열재보호층은 가스 불투과성 물질이 코팅된 섬유재질을 가질 수 있다.
상기 분할체들 각각의 단부에는 제1결합부 및 제2결합부가 상호 대응되게 설치되며, 상기 제1결합부는, 상기 분할체들 중 일측의 분할체 단부에 장착된 제1장착판과; 상기 제1장착판의 일측 가장자리부위에서 상부방향으로 절곡되어 연장되고 단부에 제1힌지구멍이 형성된 제1지지판과; 상기 제1장착판의 타측 가장자리부위에서 상부방향으로 절곡되어 연장되고 단부에 제2힌지구멍이 형성되며 상기 제1지지판과 대칭구조의 제2지지판과; 중앙부분이 직선을 이루는 "U" 자형구조로 양단부가 상기 제1힌지구멍 및 상기 제2힌지구멍에 삽입되어 회동가능하게 힌지결합되는 제1결합축과; 일단부분은 상기 제1결합축의 중앙부분을 감싸는 구조로 회동가능하게 힌지결합되고 상부방향으로 돌출된 밀쇠가 형성되며, 타단부분은 하부방향으로 절곡되는 제1결합후크가 형성되는 결합판을 구비하고, 상기 제2결합부는 분할체들 중에서 타측의 분할체 단부에 장착된 제2장착판과; 상기 제2장착판의 단부에 상부방향으로 절곡되는 제2결합후크를 구비하여, 상기 제1결합후크가 상기 제2결합후크에 걸려진 상태에서, 상기 결합판의 상기 밀쇠를 후방으로 미는 동작에 의해 상기 제1결합축이 회동하고, 상기 제1결합축의 회동에 의해 상기 결합판의 후방부분이 상기 제1지지판과 상기 제2지지판 사이로 이동하도록 하여 상기 분할체들을 결합시킬 수 있다.
상기 제1지지판에는 상기 제1힌지구멍에 후방으로 인접하여 제3힌지구멍이 구비되고, 상기 제2지지판에는 상기 제2힌지구멍에 후방으로 인접하여 상기 제3힌지구멍에 대칭되게 제4힌지구멍이 구비되고, 상기 제1결합부는 상기 제3힌지구멍 및 상기 제4힌지구멍에 체결되는 힌지축과; 상기 힌지축과 힌지결합되며 탄성스프링에 의해 지지되는 걸림쇠를 구비하여, 상기 제1결합부와 상기 제2결합부의 체결시 상기 제1결합축을 상기 걸림쇠에 걸어 고정시킴에 의해 체결상태가 유지되도록 할 수 있다.
상기 단열재보호층은 상기 내부단열층의 내경면에 배치된 내부보호층, 상기 내부보호층에서 외측방향으로 연장된 측면보호층, 상기 외부단열층의 외경면과 접촉하는 외부보호층으로 이루어지고, 상기 외부보호층의 외면에는 금속재질의 마감커버가 배치될 수 있다.
상기 단열유닛들 중 서로 인접하는 단열유닛들의 분할라인은 서로 어긋나게 이어져 배치되고, 상기 직관용 단열유닛의 분할라인은 수평방향으로 배치될 수 있다.
본 발명은 체결 및 분리가 용이한 체결용 클램프를 이용하여 탈부착이 용이한 구조의 단열장치를 적용함으로써 시공기간의 단축 및 정밀한 단열시공을 구현함으로써 배관의 감육검사를 위한 단열재 및 마감커버의 폐기물 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 엘보 또는 T-이음의 단열재 시공 시에 단열틈새의 발생을 근원적으로 차단하도록 정밀하게 시공함으로써 배관의 단열성능 향상 및 배관 수명의 향상을 구현할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명은 공기에 비해 열전도율이 낮은 불활성가스를 이용함에 의해 단열성능을 향상시키고, 체결이 용이하고 체결강도가 우수한 체결장치를 이용하여 탈부착이 용이한 착탈식 단열장치의 구현이 가능하다.
그리고 본 발명은 서로 다른 내열도를 가지는 단열재를 적용함에 의해, 경제적이고 단열성능이 향상된 착탈식 단열장치의 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈식 단열장치를 도시한 결합사시도이고,
도 2는 본 발명의 착탈식 단열장치에서 엘보용 단열유닛, T-이음용 단열유닛, 플랜지용 단열유닛이 분해된 상태를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 착탈식 단열장치에서 직관용 단열유닛들이 분해된 상태를 도시한 도면이고,
도 4는 도 1의 A-A선을 따라 도시한 단면도이고,
도 5는 도 4의 화살표 D부분을 확대하여 도시한 도면이고,
도 6은 도 1의 B-B선을 따라 도시한 단면도이고,
도 7은 도 6의 화살표 E부분을 확대하여 도시한 도면이고,
도 8은 도 1의 C-C선을 따라 도시한 단면도이고,
도 9는 도 8의 화살표 F부분을 확대하여 도시한 도면이고,
도 10은 도 4의 G-G선을 따라 도시한 단면도로서, 엘보용 단열유닛의 마감커버가 복수의 조립체에 의해 조립된 구조를 도시한 도면이고,
도 11은 본 발명의 착탈식 단열장치에서 단열유닛들의 분할체들을 결합하기 위한 체결용 클램프의 분해사시도이고,
도 12는 도 11의 체결용 클램프의 결합사시도이고,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘보용 단열유닛을 도시한 분해사시도이고,
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 T-이음용 단열유닛을 도시한 분해사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈식 단열장치를 도시한다.
도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈식 단열장치(10)는 배관(21, 22, 23)의 외면에 탈부착이 용이하게 설치되고, 상기 배관(21, 22, 23)은 엘보(21), T-이음(22), 직관(23) 등이 서로 연결되어 소정 방향으로 연장된다. 상기 엘보(21), 상기 T-이음(22), 상기 직관(23) 등의 단부에는 플랜지부(24)가 구비되며, 이러한 플랜지부(24)들은 체결구에 의해 결합됨으로서 엘보(21), T-이음(22), 직관(23) 등이 서로 연결된다.
본 발명의 착탈식 단열장치(10)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 엘보(21)의 외면에 설치되는 엘보용 단열유닛(11), 상기 T-이음(22)의 외면에 설치되는 T-이음용 단열유닛(12), 상기 직관(23)의 외면에 설치되는 직관용 단열유닛(13), 상기 배관(21, 22, 23)들을 연결하는 플랜지부(24)의 외면에 설치되는 플랜지용 단열유닛(14)으로 이루어진다.
상기 엘보용 단열유닛(11), 상기 T-이음용 단열유닛(12), 상기 직관용 단열유닛(13), 및 상기 플랜지용 단열유닛(14)을 통칭하여 단열유닛들(11,12,13,14)로 한다.
이하 각각의 구성을 설명하기로 한다.
( 엘보용 단열유닛)
상기 엘보용 단열유닛(11)은 상기 엘보(21)의 외면을 둘러싸도록 상기 엘보(21)에 대응하는 형상으로 이루어진 2 이상 즉 적어도 두개의 분할체들(11a, 11b)을 가진다. 상기 분할체들(11a, 11b)은 분할라인(31)을 기준으로 분할되며, 상기 분할체들(11a, 11b)은 상기 엘보(21)의 외면에서 분리가능하게 결합된다.
상기 분할체들(11a, 11b) 각각은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 엘보(21)의 외면에 인접하는 내부단열층(51), 상기 내부단열층(51)의 외경방향에 배치되는 외부단열층(53), 상기 내부단열층(51)과 상기 외부단열층(53) 사이에 개재된 중간단열층(52)을 가진다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)에는 서로 다른 내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)으로 갈수록 내열도가 점점 낮아지는 구조로 단열재가 적용되거나, 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)으로 갈수록 내열도가 점점 높아지는 구조로 단열재가 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 내부단열층(51)은 제1내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 중간단열층(52)는 상기 제1내열도보다 더 낮은 내열도인 제2내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 외부단열층(53)에는 상기 제2내열도보다 더 낮은 내열도인 제3내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다. 이와 달리, 상기 내부단열층(51)은 제3내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 중간단열층(52)에는 제2내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 외부단열층(53)에는 제1내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다.
일반적으로 단열재는 내열도가 높아 고온(예를 들면, 1000℃ 이상)용으로 사용이 가능할 수록 가격이 비싼 반면에 단열성능은 상대적으로 떨어지는 것으로 알려져 있다. 또한 내열도가 상대적으로 낮아 저온(예를 들면, 350℃ 이하)용으로 사용이 가능한 단열재의 경우는 가격이 상대적으로 저렴하여 경제적이고 단열성능은 우수한 것으로 알려져 있다.
결과적으로, 내열도가 상대적으로 높은 단열재를 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 전체에 적용하는 경우에는 단열성능이 저하되고 제조단가가 비싸지게 되는 문제점이 있으며, 내열도가 상대적으로 낮은 단열재를 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 전체에 적용하는 경우에는 경제적이고 단열성능의 향상을 꾀할 수 있으나, 고온이 발생되는 배관에 적용하기 어렵다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하고, 단열성능이 우수하면서도 경제적인 단열장치의 구현을 위해, 고온이 발생되고 고온유지가 필요한 배관의 경우에는, 배관(21, 22, 23)에 인접된 부분인 상기 내부단열층(51)에는 제1내열도(예를 들면, 700~1300℃)범위를 가지는 단열재를 적용하고, 상기 중간단열층(52)에는 제2내열도(예를 들면, 400~650℃)범위를 가지는 단열재를 적용하고, 상기 외부단열층(53)에는 제3내열도(예를 들면, 100~350℃)범위를 단열재를 적용하는 것이 가능하다.
상기 내부단열층(51)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 1200~1300℃ 범위를 가지며 열전도율이 0.16W/mk/600℃인 세라크울(cerak-wool)이나, 내열도가 650~750℃범위이고 열전도율이 0.06W/mk/400℃ 인 이클래스 파이버(E-class fiber) 가 있으며, 상기 중간단열층(52)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 600~650℃범위이고 열전도율이 0.069W/mk/200℃ 인 미네랄 울(mineral-wool)이 있으며, 상기 외부단열층(53)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 300~350℃범위이고 열전도율이 0.032W/mk/20℃ 인 글라스 울(glass-wool)이 있다.
결과적으로 고온유지가 필요한 배관의 경우에는, 배관에 인접한 내부단열층(51)에 고온용 단열재를 사용하여, 1차적으로 높은 온도를 낮추는 용도로만 기능하도록 하여 단열성능이 낮으면서도 높은 가격을 가지는 단열재의 사용을 줄여 경제적인 시공을 이루고, 상기 내부단열층(51)에 의해 온도가 낮아진 중간온도의 단열성능을 극대화하고 경제성이 고려하여 중간단열층(52)에는 중간온도용 단열재를 사용하고, 상기 내부단열층(51) 및 상기 중간단열층(52)에 의해 온도가 낮아진 단열층의 마지막 부분인 상기 외부단열층(53)에는 단열성능도 우수하고 상대적으로 낮은 가격을 가지는 단열재인 저온단열재를 적용하는 것이 가능하다.
그리고 저온유지가 필요한 배관의 경우에는 고온유지가 필요한 배관의 경우와 반대의 경우로 적용하는 것이 가능하다.
여기서 제1내열도, 제2내열도, 제3내열도의 내열온도범위는 배관의 온도에 대응하여 다양하게 변경가능하다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 각각에 적용되는 단열재들은 미세공극을 가지고 있다. 즉 상기 세라크울, 상기 이클래스 파이버, 상기 미네랄 울, 상기 글라스 울 등은 내부에 미세공극들을 가지고 있다.
이러한 미세공극들에는 공기가 채워진 상태인 것이 일반적이나, 본 발명에서는 단열성능을 높이기 위해 상기 미세공극에 채워진 공기를 제거하고 공기대신 아르곤가스(Ar)나 크립톤가스(Kr) 등의 불활성 가스를 미세공극에 주입함에 의해 단열성능을 높일 수 있다. 아르곤 가스 등의 불활성 가스는 안정적이고 공기에 비해 열전도율이 낮아 단열성능을 높이는 것이 가능하다.
상기 미세공극에의 불활성 가스의 주입은 퀵 커플러(quick coupler) 등을 이용하여 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)을 진공상태로 형성한 후에 불활성가스를 주입함에 의해 가능할 수 있다. 이외에 통상의 기술자에게 잘 알려진 다른 방법이 이용될 수 있다.
그리고, 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 상기 중간단열층(52)은 단열재보호층(54a, 54b, 54c)에 의해 감싸져 보호된다. 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51)의 내경면에 배치된 내부보호층(54a), 상기 내부보호층(54a)에서 외측방향으로 연장된 측면보호층(54b), 및 상기 외부단열층(53)의 외경면과 접촉하는 외부보호층(54c)으로 이루어진다.
상기 외부보호층(54c)의 외면에는 마감커버(55)가 배치되고, 상기 마감커버(55)는 금속재질로 이루어져 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52), 상기 외부단열층(53) 등을 안정적으로 보호 내지 유지할 수 있다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 및 상기 중간단열층(52)과의 접촉면에 밀착되도록 형성될 수 있다.
이를 위해 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 가스불투과성 재질을 가지는 것이면 어느 것이나 사용가능하나, 패브릭(fabric) 등의 섬유에 가스불투과성 물질이 코팅된 재질을 가질 수 있다. 패브릭 등은 내열용 특수재질을 가지는 섬유로 알려져 있다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)이 가스불투과성 물질이 코팅되는 이유는 상기 내부단열층(51) 및 상기 외부단열층(53)의 미세공극에 채워진 불활성 가스와 상기 중간단열층(52)의 내부공간에 채워진 불활성 가스가 외부로 유출되지 않도록 하기 위함이다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51)의 내경면 및 상기 외부단열층(53)의 외경면 등 곡면에 형성되기 때문에, 곡면에 밀착시켜 형성하기가 어렵다. 이를 위해 복수의 섬유조각들을 재봉하여 곡면에 밀착되도록 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성할 수 있다. 그러나 이 경우에는 재봉선을 통해 내부의 불활성가스가 유출될 우려가 있다.
이를 방지하기 위해, 복수의 섬유조각들을 재봉하는 대신에 열에 강한 실란트(sealant) 등으로 접합하여 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성하는 것이 가능하다. 다른 방법으로 하나의 섬유에서 곡면을 형성하고 남은 부분이 접히도록 하고 접히는 부분을 실란트 등으로 접합하여 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성하는 것이 가능하다. 또 다른 방법으로는 복수의 섬유조각들을 재봉하여 곡면에 밀착되도록 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성한 이후에 재봉선 부분의 안쪽에 내열 실란트 테이프를 이용하여 실링하는 것이 가능하다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분할체들(11a,11b)은 체결용 클램프(40)에 의해 결합된다. 상기 체결용 클램프(40)는 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)를 가진다. 상기 분할체(11a, 11b)들의 서로 인접한 단부에는 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)가 상호 대응되게 설치되고, 이러한 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)에 의해 2 이상의 분할체(11a, 11b)들은 견고하고 정확하게 결합될 수 있다.
상기 체결용 클램프(40)의 자세한 구성은 도 11 및 도 12를 통해 설명하기로 한다. 도 11는 상기 체결용 클램프(40)의 분해사시도이고, 도 12는 도 11의 결합사시도를 나타낸 것이다. 특히 도 12의 (a)는 체결전인 미체결상태를 나타낸 것이고, 도 12의 (b)는 체결이 완료된 상태를 나타낸 것이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 체결용 클램프(40)는 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)를 가진다.
상기 제1결합부(41)는, 제1장착판(41a), 제1지지판(41b), 제2지지판(41d), 제1결합축(41g), 제1결합후크(41i)가 형성된 결합판(41h)을 구비하고, 상기 제2결합부(42)는 제2결합후크(42b)가 형성된 제2장착판(42a)을 구비한다.
상기 제1장착판(41a)은 상기 분할체들(11a,11b) 중 일측의 분할체(11a) 단부에 장착되기 위한 것으로, 복수의 체결홀들이 형성된 사각형상의 판 구조를 가진다.
상기 제1지지판(41b)은 상기 제1장착판(41a)의 일측 가장자리부위에서 상부방향으로 수직으로 절곡되어 연장되고 연장단부에 제1힌지구멍(41e)이 형성된 구조를 가진다. 상기 제2지지판(41d)은 상기 제1장착판(41a)의 타측 가장자리부위에서 상부방향으로 절곡되어 연장되고 연장단부에 제2힌지구멍(41f)이 형성된 구조를 가진다.
상기 제1지지판(41b)와 상기 제2지지판(41d)은 상기 제1장착판(41a)을 사이에 두고 서로 대칭구조로 형성되며, 상기 제1장착판(41a)의 양측면에서 상부방향으로 절곡되어 연장되는 구조를 가지게 된다. 전체적으로 상기 제1지지판(41b), 상기 제1장착판(41a) 및 상기 제2지지판(41d)은 중간부분인 상기 제1장착판(41a)부분이 평평한 "U" 자형 구조를 가지게 된다.
상기 제1결합축(41g)은 직선형상의 중앙부와 상기 중앙부의 양 가장자리부분이 절곡되어 연장되는 구조인 중앙부분이 직선을 이루는 "U" 자형구조를 가진다.
예를 들어, 상기 제1결합축(41g)은 직선형상의 중앙부(41ga)와, 상기 중앙부(41ga)의 양 가장자리부분에서 수직으로 절곡되어 연장되며 서로 대칭되는 제1연장부(41gb) 및 제2연장부(41gc)와, 상기 제1연장부(41gb)의 단부에서 절곡되어 상기 제1힌지구멍(41e)에 삽입되는 제1힌지부(41gd)와 상기 제2연장부(41gc)의 단부에서 절곡되어 상기 제2힌지구멍(41f)에 삽입되는 제2힌지부(41ge)를 구비한다.
상기 제1결합축(41g)의 양단부는 상기 제1힌지구멍(41e) 및 상기 제2힌지구멍(41f)에 삽입되어 회동가능하게 힌지결합되게 된다. 결과적으로, 중앙부분이 직선을 이루는 "U" 자형구조의 상기 제1결합축(41g)은 양단부가 상기 제1지지판(41b)의 단부 및 상기 제2지지판(41d)의 단부와 힌지결합되는 구조를 가지게 되는 것이다.
상기 결합판(41h)의 일단부분은 상기 제1결합축(41g)의 중앙부분인 중앙부(41ga)를 감싸는 구조로 회동가능하게 힌지결합되고 상부방향으로 돌출된 밀쇠(41j)가 형성되며, 타단부분은 하부방향으로 절곡되는 제1결합후크(41i)가 형성되는 구조를 가진다. 상기 밀쇠(41j)는 상기 제1결합축(41g)의 중앙부(41ga)에 인접되어 형성될 수 있다.
상기 결합판(41h)은 제1결합축(41g)의 중앙부분인 중앙부(41ga)의 길이와 동일 또는 약간 작은 폭을 가지며, 일단부분이 상기 중앙부(41ga)의 양 가장자리부분만을 감싸는 형태로 회동가능하게 힌지결합되며, 상기 중앙부(41ga)의 중심부위에 대응되는 상기 결합판(41h)의 일단부분에는 단부에서 절곡되어 돌출연장되는 구조의 상기 밀쇠(41j)가 형성된 구조를 가지게 된다. 즉 상기 결합판(41h)의 일단부분 중 중심부분에는 상기 밀쇠(41j)가 돌출형성되고, 가장자리부분은 상기 제1결합축(41g)의 중앙부(41ga)와 힌지결합되는 구조를 가지게 된다.
상기 결합판(41h)은 체결의 용이성을 위해 일부가 절곡되거나 구부러진 형상을 가질 수 있다.
추가적으로, 상기 제1지지판(41b)에는 상기 제1힌지구멍(41e)에 후방으로 인접하여 제3힌지구멍(41p)이 구비되고, 상기 제2지지판(41d)에는 상기 제2힌지구멍(41f)에 후방으로 인접하여 상기 제3힌지구멍(41p)에 대칭되게 제4힌지구멍(41q)이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제1결합부(41)는 상기 제3힌지구멍(41p) 및 상기 제4힌지구멍(41q)에 체결되는 힌지축(41m)과; 상기 힌지축(41m)과 힌지결합되며 탄성스프링(미도시)에 의해 지지되는 걸림쇠(41k)를 더 구비할 수 있다.
상기 걸림쇠(41k)는 상기 제1결합부(41)와 상기 제2결합부(42)의 체결시 상기 제1결합축(41g)을 걸어 고정시킴에 의해 체결상태가 유지되도록 하기 위한 것이다. 상기 걸림쇠(41k)는 힘이 가해 상기 제1결합축(41g)이 걸림쇠(41k)에 걸리도록 하게 되면, 다른 힘이 가해지기 전에는 상기 탄성스프링에 의해 걸림상태를 유지하게 된다.
상기 제2결합부(42)를 구성하는 상기 제2장착판(42a)은 상기 분할체들(11a,11b) 중에서 타측의 분할체(11b) 단부에 장착되기 위한 것으로, 복수의 체결홀들이 형성된 사각형상의 판 구조를 가진다. 경우에 따라 삼각형상이나 원형상을 가질 수 있다.
상기 제2결합후크(42b)는 상기 제2장착판(42a)의 단부에 상부방향으로 절곡되어 돌출되는 형상을 가진다.
도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제1결합부(41)는 미체결상태에서는 상기 제1결합축(41g)의 중앙부(42ga)가 전방으로 전진해있는 상태를 유지한다. 이 상태에서 체결을 위해 상기 결합판(41h)의 제1결합후크(41i)가 상기 제2결합부(42)의 제2결합후크(42b)에 걸리도록 한다.
다음으로 상기 결합판(41h)의 제1결합후크(41i)가 상기 제2결합부(42)의 제2결합후크(42b)에 걸린상태에서, 상기 밀쇠(41j)를 후방으로 밀게 되면, 미는 힘에 의해 상기 제1결합축(41g)의 제1힌지부(41gd) 및 제2힌지부(41ge)가 시계반대방향으로 회전 또는 회동하게 되고, 제1힌지부(41gd) 및 제2힌지부(41ge)의 회전 또는 회동에 의해 상기 제1결합축(41g)의 중앙부(41ga) 및 상기 결합판(41h)이 후방으로 이동하게 되면서 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1결합부(41)와 상기 제2결합부(42)의 체결이 완료되게 된다. 이때 상기 결합판(41h)의 후방부분은 상기 제1지지판(41b)과 상기 제2지지판(41d) 사이로 이동하여 상기 제1장착판(41a)과 중첩되도록 위치된다.
상기 제1결합부(41)와 상기 제2결합부(42)의 체결이 완료된 상태에서, 상기 걸림쇠(41k)에 상기 제1결합축(41g)이 걸리도록 하여 고정시킴에 의해 체결상태가 유지되도록 한다.
체결을 해제하고자 하는 경우에는 상기 걸림쇠(41k)를 풀어 상기 제1결합축(42g)을 자유롭게 하고, 상기 밀쇠(41j)를 전방방향으로 밀게되면, 미는 힘에 의해 상기 제1결합축(41g)의 제1힌지부(41gd) 및 제2힌지부(41ge)가 시계방향으로 회전 또는 회동하게 되고, 제1힌지부(41gd) 및 제2힌지부(41ge)의 회전 또는 회전에 의해 상기 제1결합축(41g)의 중앙부(41ga) 및 상기 결합판(41h)이 전방으로 이동하게 되면서 상기 제1결합부(41)와 상기 제2결합부(42)의 체결이 해제되게 된다.
상기 제1결합부(41)의 상기 제1장착판(41a)은 상기 분할체들(11a,11b) 중 일측의 분할체(11a) 단부에 장착되기 위한 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1장착판(41a)은 일측 분할체(11a)의 상기 마감커버(55) 측에 리벳(41c) 또는 나사에 의해 견고하게 고정된다. 특히 상기 외부보호층(54c)의 내측에 보강재(54d)가 구비되고, 이 보강재(54d)와 제1장착판(41a)은 리벳(41c) 또는 나사에 의해 결합되며, 이에 보강재(54d)와 제1장착판(41a) 사이에 상기 외부보호층(54c)과 상기 마감커버(55)가 개재된 상태로 결합될 수 있다.
이에 대응하여, 도 5에 도시된 바와 같이 제2결합부(42)의 제2장착판(42a)은 타측 분할체(11b)의 상기 마감커버(55) 측에 리벳(42c) 또는 나사를 통해 견고하게 고정된다. 특히, 상기 외부보호층(54c)의 내측에 보강재(54d)가 구비되고, 이 보강재(54d)와 제2장착판(42a)은 리벳(42c) 또는 나사에 의해 결합되며, 이에 상기 보강재(54d)와 제2장착판(42a) 사이에 상기 외부보호층(54c)과 상기 마감커버(55)가 개재된 상태로 결합될 수 있다.
이와 같이, 리벳(41c, 42c)이나 나사에 의해 제1 및 제2 결합부(41, 42)는 상기 마감커버(55) 및 상기 단열재보호층의 외부보호층(54c)에 견고하게 결합될 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이 엘보용 단열유닛(11)의 분할체(11a, 11b)에 이용되는 마감커버(55)는 복수의 조립체(55a)가 엘보(21)의 곡면에 대응하도록 조립된다. 상기 복수의 조립체(55a)는 각 단부에 조립단부(55b)가 절곡되고, 상기 복수의 조립체(55a)들의 단면들이 서로 당접한 상태에서 조립체(55a)들의 조립단부(55b)들은 서로 접촉하며, 이러한 조립체(55a)들의 조립단부(55b)에 띠형상의 보강결합체(56)가 롤링공정 등을 통해 압착된다.
상기 보강결합체(56)의 양측단에는 결합단부(56b)가 상술한 조립단부(55b)와 반대방향으로 각각 절곡되고, 이에 상기 보강결합체(56)의 각 결합단부(56b)가 조립체(55a)의 조립단부(55b)들에 끼워맞춰진 상태에서 상기 보강결합체(56)가 롤링공정 등을 통해 압착됨에 따라 복수의 조립체(55a)들은 곡면방향으로 서로 이어져 결합된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 엘보용 단열유닛(11)은 그 마감커버(55)가 복수의 조립체(55a) 및 보강결합체(56)를 통해 높은 정밀도 및 견고한 강성을 가진 구조로 구성될 수 있다.
(T- 이음용 단열유닛)
T-이음용 단열유닛(12)은 T-이음(22)의 외면을 둘러싸도록 T-이음(22)에 대응하는 형상으로 이루어진 적어도 두개인 2 이상의 분할체들(12a, 12b)을 가진다. 상기 분할체들(12a, 12b)은 분할라인(32)을 기준으로 분할되며, 상기 분할체(12a, 12b)들은 엘보(22)의 외면에서 분리가능하게 결합된다.
T-이음용 단열유닛(12)의 분할체들(12a, 12b)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 T-이음(22)의 외면에 인접하는 내부단열층(51), 상기 내부단열층(51)의 외경방향에 배치되는 외부단열층(53), 상기 내부단열층(51)과 상기 외부단열층(53) 사이에 개재된 중간단열층(52)을 가진다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)에는 서로 다른 내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)으로 갈수록 내열도가 점점 낮아지는 구조로 단열재가 적용되거나, 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)으로 갈수록 내열도가 점점 높아지는 구조로 단열재가 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 내부단열층(51)은 제1내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 중간단열층(52)는 상기 제1내열도보다 더 낮은 내열도인 제2내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 외부단열층(53)에는 상기 제2내열도보다 더 낮은 내열도인 제3내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다. 이와 달리, 상기 내부단열층(51)은 제3내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 중간단열층(52)에는 제2내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 외부단열층(53)에는 제1내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다.
일반적으로 단열재는 내열도가 높아 고온(예를 들면, 1000℃ 이상)용으로 사용이 가능할 수록 가격이 비싼 반면에 단열성능은 상대적으로 떨어지는 것으로 알려져 있다. 또한 내열도가 상대적으로 낮아 저온(예를 들면, 350℃ 이하)용으로 사용이 가능한 단열재의 경우는 가격이 상대적으로 저렴하여 경제적이고 단열성능은 우수한 것으로 알려져 있다.
결과적으로, 내열도가 상대적으로 높은 단열재를 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 전체에 적용하는 경우에는 단열성능이 저하되고 제조단가가 비싸지게 되는 문제점이 있으며, 내열도가 상대적으로 낮은 단열재를 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 전체에 적용하는 경우에는 경제적이고 단열성능의 향상을 꾀할 수 있으나, 고온이 발생되는 배관에 적용하기 어렵다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하고, 단열성능이 우수하면서도 경제적인 단열장치의 구현을 위해, 고온이 발생되고 고온유지가 필요한 배관의 경우에는, 배관(21, 22, 23)에 인접된 부분인 상기 내부단열층(51)에는 제1내열도(예를 들면, 700~1300℃)범위를 가지는 단열재를 적용하고, 상기 중간단열층(52)에는 제2내열도(예를 들면, 400~650℃)범위를 가지는 단열재를 적용하고, 상기 외부단열층(53)에는 제3내열도(예를 들면, 100~350℃)범위를 단열재를 적용하는 것이 가능하다.
상기 내부단열층(51)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 1200~1300℃ 범위를 가지며 열전도율이 0.16W/mk/600℃인 세라크울(cerak-wool)이나, 내열도가 650~750℃범위이고 열전도율이 0.06W/mk/400℃ 인 이클래스 파이버(E-class fiber) 가 있으며, 상기 중간단열층(52)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 600~650℃범위이고 열전도율이 0.069W/mk/200℃ 인 미네랄 울(mineral-wool)이 있으며, 상기 외부단열층(53)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 300~350℃범위이고 열전도율이 0.032W/mk/20℃ 인 글라스 울(glass-wool)이 있다.
결과적으로 고온유지가 필요한 배관의 경우에는, 배관에 인접한 내부단열층(51)에 고온용 단열재를 사용하여, 1차적으로 높은 온도를 낮추는 용도로만 기능하도록 하여 단열성능이 낮으면서도 높은 가격을 가지는 단열재의 사용을 줄여 경제적인 시공을 이루고, 상기 내부단열층(51)에 의해 온도가 낮아진 중간온도의 단열성능을 극대화하고 경제성이 고려하여 중간단열층(52)에는 중간온도용 단열재를 사용하고, 상기 내부단열층(51) 및 상기 중간단열층(52)에 의해 온도가 낮아진 단열층의 마지막 부분인 상기 외부단열층(53)에는 단열성능도 우수하고 상대적으로 낮은 가격을 가지는 단열재인 저온단열재를 적용하는 것이 가능하다.
그리고 저온유지가 필요한 배관의 경우에는 고온유지가 필요한 배관의 경우와 반대의 경우로 적용하는 것이 가능하다.
여기서 제1내열도, 제2내열도, 제3내열도의 내열온도범위는 배관의 온도에 대응하여 다양하게 변경가능하다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 각각에 적용되는 단열재들은 미세공극을 가지고 있다. 즉 상기 세라크울, 상기 이클래스 파이버, 상기 미네랄 울, 상기 글라스 울 등은 내부에 미세공극들을 가지고 있다.
이러한 미세공극들에는 공기가 채워진 상태인 것이 일반적이나, 본 발명에서는 단열성능을 높이기 위해 상기 미세공극에 채워진 공기를 제거하고 공기대신 아르곤가스(Ar)나 크립톤가스(Kr) 등의 불활성 가스를 미세공극에 주입함에 의해 단열성능을 높일 수 있다. 아르곤 가스 등의 불활성 가스는 안정적이고 공기에 비해 열전도율이 낮아 단열성능을 높이는 것이 가능하다.
상기 미세공극에의 불활성 가스의 주입은 퀵 커플러(quick coupler) 등을 이용하여 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)을 진공상태로 형성한 후에 불활성가스를 주입함에 의해 가능할 수 있다. 이외에 통상의 기술자에게 잘 알려진 다른 방법이 이용될 수 있다.
그리고, 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 상기 중간단열층(52)은 단열재보호층(54a, 54b, 54c)에 의해 감싸져 보호된다. 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 내부단열층(51)의 내경면에 배치된 내부보호층(54a), 상기 내부보호층(54a)에서 외측방향으로 연장된 측면보호층(54b), 상기 외부단열층(53)의 외경면과 접촉하는 외부보호층(54c)으로 이루어진다.
상기 외부보호층(54c)의 외면에는 마감커버(55)가 배치되고, 상기 마감커버(55)는 금속재질로 이루어져 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52), 상기 외부단열층(53) 등을 안정적으로 보호 내지 유지할 수 있다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 및 상기 중간단열층(52)과의 접촉면에 밀착되도록 형성될 수 있다.
이를 위해 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 가스불투과성 재질을 가지는 것이면 어느 것이나 사용가능하나, 패브릭(fabric) 등의 섬유에 가스불투과성 물질이 코팅된 재질을 가질 수 있다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)이 가스불투과성 물질이 코팅되는 이유는 상기 내부단열층(51) 및 상기 외부단열층(53)의 미세공극에 채워진 불활성 가스와 상기 중간단열층(52)의 내부공간에 채워진 불활성 가스가 외부로 유출되지 않도록 하기 위함이다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51)의 내경면 및 상기 외부단열층(53)의 외경면 등 곡면에 형성되기 때문에, 곡면에 밀착시켜 형성하기가 어렵다. 이를 위해 복수의 섬유조각들을 재봉하여 곡면에 밀착되도록 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성할 수 있다. 그러나 이경우에는 재봉선을 통해 내부의 불활성가스가 유출될 우려가 있다.
이를 방지하기 위해, 복수의 섬유조각들을 재봉하는 대신에 열에 강한 실란트(sealant) 등으로 접합하여 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성하는 것이 가능하다. 다른 방법으로 하나의 섬유에서 곡면을 형성하고 남은 부분이 접히도록 하고 접히는 부분을 실란트 등으로 접합하여 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성하는 것이 가능하다. 또 다른 방법으로는 복수의 섬유조각들을 재봉하여 곡면에 밀착되도록 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성한 이후에 재봉선 부분의 안쪽에 내열 실란트 테이프를 이용하여 실링하는 것이 가능하다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 분할체들(12a,12b)은 체결용 클램프(40)에 의해 결합된다. 상기 체결용 클램프(40)는 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)를 가진다. 상기 분할체(12a, 12b)들의 서로 인접한 단부에는 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)가 상호 대응되게 설치되고, 이러한 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)에 의해 2 이상의 분할체(12a, 12b)들은 견고하고 정확하게 결합될 수 있다.
상기 체결용 클램프(40)의 자세한 구성 및 체결방법은 도 11 및 도 12를 통해 설명한 바와 동일하다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 제1결합부(41)의 제1장착판(41a)은 일측 분할체(12a)의 마감커버(55)측에 리벳(41c)이나 나사에 의해 견고하게 고정된다. 특히 상기 외부보호층(54c)의 내측에 보강재(54d)가 구비되고, 이 보강재(54d)와 제1장착판(41a)은 리벳(41c)이나 나사에 의해 결합되며, 이에 보강재(54d)와 제1장착판(41a) 사이에 상기 외부보호층(54c)과 상기 마감커버(55)가 개재된 상태로 결합될 수 있다.
그리고, 제2결합부(42)의 제2장착판(42a)는 타측 분할체(12b)의 마감커버(55) 측에 리벳(42c)이나 나사를 통해 견고하게 고정된다. 특히, 상기 외부보호층(54c)의 내측에 보강재(54d)가 구비되고, 이 보강재(54d)와 제2장착판(42a)는 리벳(42c)이나 나사에 의해 결합되며, 이에 보강재(54d)와 제2장착판(42a) 사이에 상기 외부보호층(54c)과 상기 마감커버(55)가 개재된 상태로 결합될 수 있다.
이와 같이, 리벳(41c, 42c)이나 나사에 의해 제1 및 제2 결합부(41, 42)는 상기 마감커버(55) 및 상기 단열재보호층의 외부보호층(54c)에 견고하게 결합될 수 있다.
(직관용 단열유닛)
직관용 단열유닛(13)은 직관(23)의 외면을 둘러싸도록 직관(23)에 대응하는 형상으로 이루어진 적어도 두개인 2 이상의 분할체(13a, 13b)를 가진다. 2 이상의 분할체(13a, 13b)는 분할라인(33)을 기준으로 분할되며, 분할체(13a, 13b)들은 직관(23)의 외면에서 분리가능하게 결합된다.
직관용 단열유닛(13)의 분할체들(13a, 13b)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 직관(23)의 외면에 인접하는 내부단열층(51), 상기 내부단열층(51)의 외경방향에 배치되는 외부단열층(53), 상기 내부단열층(51)과 상기 외부단열층(53) 사이에 개재된 중간단열층(52)을 가진다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)에는 서로 다른 내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)으로 갈수록 내열도가 점점 낮아지는 구조로 단열재가 적용되거나, 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)으로 갈수록 내열도가 점점 높아지는 구조로 단열재가 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 내부단열층(51)은 제1내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 중간단열층(52)는 상기 제1내열도보다 더 낮은 내열도인 제2내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 외부단열층(53)에는 상기 제2내열도보다 더 낮은 내열도인 제3내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다. 이와 달리, 상기 내부단열층(51)은 제3내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 중간단열층(52)에는 제2내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 외부단열층(53)에는 제1내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다.
일반적으로 단열재는 내열도가 높아 고온(예를 들면, 1000℃ 이상)용으로 사용이 가능할 수록 가격이 비싼 반면에 단열성능은 상대적으로 떨어지는 것으로 알려져 있다. 또한 내열도가 상대적으로 낮아 저온(예를 들면, 350℃ 이하)용으로 사용이 가능한 단열재의 경우는 가격이 상대적으로 저렴하여 경제적이고 단열성능은 우수한 것으로 알려져 있다.
결과적으로, 내열도가 상대적으로 높은 단열재를 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 전체에 적용하는 경우에는 단열성능이 저하되고 제조단가가 비싸지게 되는 문제점이 있으며, 내열도가 상대적으로 낮은 단열재를 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 전체에 적용하는 경우에는 경제적이고 단열성능의 향상을 꾀할 수 있으나, 고온이 발생되는 배관에 적용하기 어렵다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하고, 단열성능이 우수하면서도 경제적인 단열장치의 구현을 위해, 고온이 발생되고 고온유지가 필요한 배관의 경우에는, 배관(21, 22, 23)에 인접된 부분인 상기 내부단열층(51)에는 제1내열도(예를 들면, 700~1300℃)범위를 가지는 단열재를 적용하고, 상기 중간단열층(52)에는 제2내열도(예를 들면, 400~650℃)범위를 가지는 단열재를 적용하고, 상기 외부단열층(53)에는 제3내열도(예를 들면, 100~350℃)범위를 단열재를 적용하는 것이 가능하다.
상기 내부단열층(51)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 1200~1300℃ 범위를 가지며 열전도율이 0.16W/mk/600℃인 세라크울(cerak-wool)이나, 내열도가 650~750℃범위이고 열전도율이 0.06W/mk/400℃ 인 이클래스 파이버(E-class fiber) 가 있으며, 상기 중간단열층(52)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 600~650℃범위이고 열전도율이 0.069W/mk/200℃ 인 미네랄 울(mineral-wool)이 있으며, 상기 외부단열층(53)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 300~350℃범위이고 열전도율이 0.032W/mk/20℃ 인 글라스 울(glass-wool)이 있다.
결과적으로 고온유지가 필요한 배관의 경우에는, 배관에 인접한 내부단열층(51)에 고온용 단열재를 사용하여, 1차적으로 높은 온도를 낮추는 용도로만 기능하도록 하여 단열성능이 낮으면서도 높은 가격을 가지는 단열재의 사용을 줄여 경제적인 시공을 이루고, 상기 내부단열층(51)에 의해 온도가 낮아진 중간온도의 단열성능을 극대화하고 경제성이 고려하여 중간단열층(52)에는 중간온도용 단열재를 사용하고, 상기 내부단열층(51) 및 상기 중간단열층(52)에 의해 온도가 낮아진 단열층의 마지막 부분인 상기 외부단열층(53)에는 단열성능도 우수하고 상대적으로 낮은 가격을 가지는 단열재인 저온단열재를 적용하는 것이 가능하다.
그리고 저온유지가 필요한 배관의 경우에는 고온유지가 필요한 배관의 경우와 반대의 경우로 적용하는 것이 가능하다.
여기서 제1내열도, 제2내열도, 제3내열도의 내열온도범위는 배관의 온도에 대응하여 다양하게 변경가능하다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 각각에 적용되는 단열재들은 미세공극을 가지고 있다. 즉 상기 세라크울, 상기 이클래스 파이버, 상기 미네랄 울, 상기 글라스 울 등은 내부에 미세공극들을 가지고 있다.
이러한 미세공극들에는 공기가 채워진 상태인 것이 일반적이나, 본 발명에서는 단열성능을 높이기 위해 상기 미세공극에 채워진 공기를 제거하고 공기대신 아르곤가스(Ar)나 크립톤가스(Kr) 등의 불활성 가스를 미세공극에 주입함에 의해 단열성능을 높일 수 있다. 아르곤 가스 등의 불활성 가스는 안정적이고 공기에 비해 열전도율이 낮아 단열성능을 높이는 것이 가능하다.
상기 미세공극에의 불활성 가스의 주입은 퀵 커플러(quick coupler) 등을 이용하여 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)을 진공상태로 형성한 후에 불활성가스를 주입함에 의해 가능할 수 있다. 이외에 통상의 기술자에게 잘 알려진 다른 방법이 이용될 수 있다.
그리고, 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 상기 중간단열층(52)은 단열재보호층(54a, 54b, 54c)에 의해 감싸져 보호된다. 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51)의 내경면에 배치된 내부보호층(54a), 상기 내부보호층(54a)에서 외측방향으로 연장된 측면보호층(54b), 상기 외부단열층(53)의 외경면과 접촉하는 외부보호층(54c)으로 이루어진다.
상기 외부보호층(54c)의 외면에는 마감커버(55)가 배치되고, 상기 마감커버(55)는 금속재질로 이루어져 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52), 상기 외부단열층(53) 등을 안정적으로 보호 내지 유지할 수 있다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 및 상기 중간단열층(52)과의 접촉면에 밀착되도록 형성될 수 있다. 이를 위해 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 가스불투과성 재질을 가지는 것이면 어느 것이나 사용가능하나, 패브릭(fabric) 등의 섬유에 가스불투과성 물질이 코팅된 재질을 가질 수 있다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)이 가스불투과성 물질이 코팅되는 이유는 상기 내부단열층(51) 및 상기 외부단열층(53)의 미세공극에 채워진 불활성 가스와 상기 중간단열층(52)의 내부공간에 채워진 불활성 가스가 외부로 유출되지 않도록 하기 위함이다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51)의 내경면 및 상기 외부단열층(53)의 외경면 등 곡면에 형성되기 때문에, 곡면에 밀착시켜 형성하기가 어렵다. 이를 위해 복수의 섬유조각들을 재봉하여 곡면에 밀착되도록 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성할 수 있다. 그러나 이경우에는 재봉선을 통해 내부의 불활성가스가 유출될 우려가 있다.
이를 방지하기 위해, 복수의 섬유조각들을 재봉하는 대신에 열에 강한 실란트(sealant) 등으로 접합하여 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성하는 것이 가능하다. 다른 방법으로 하나의 섬유에서 곡면을 형성하고 남은 부분이 접히도록 하고 접히는 부분을 실란트 등으로 접합하여 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성하는 것이 가능하다. 또 다른 방법으로는 복수의 섬유조각들을 재봉하여 곡면에 밀착되도록 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성한 이후에 재봉선 부분의 안쪽에 내열 실란트 테이프를 이용하여 실링하는 것이 가능하다.
상기 분할체들(13a,13b)은 체결용 클램프(40)에 의해 결합된다. 상기 체결용 클램프(40)는 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)를 가진다. 상기 분할체(13a, 13b)들의 서로 인접한 단부에는 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)가 상호 대응되게 설치되고, 이러한 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)에 의해 2 이상의 분할체(13a, 13b)들은 견고하고 정확하게 결합될 수 있다.
상기 체결용 클램프(40)의 자세한 구성 및 체결방법은 도 11 및 도 12를 통해 설명한 바와 동일하다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 제1결합부(41)의 제1장착판(41a)은 일측 분할체(13a)의 마감커버(55)측에 리벳(41c)이나 나사에 의해 견고하게 고정된다. 특히 상기 외부보호층(54c)의 내측에 보강재(54d)가 구비되고, 이 보강재(54d)와 제1장착판(41a)은 리벳(41c)이나 나사에 의해 결합되며, 이에 보강재(54d)와 제1장착판(41a) 사이에 상기 외부보호층(54c)과 상기 마감커버(55)가 개재된 상태로 결합될 수 있다.
그리고, 제2결합부(42)의 제2장착판(42a)는 타측 분할체(13b)의 마감커버(55) 측에 리벳(42c)이나 나사를 통해 견고하게 고정된다. 특히, 상기 외부보호층(54c)의 내측에 보강재(54d)가 구비되고, 이 보강재(54d)와 제2장착판(42a)는 리벳(42c)이나 나사에 의해 결합되며, 이에 보강재(54d)와 제2장착판(42a) 사이에 상기 외부보호층(54c)과 상기 마감커버(55)가 개재된 상태로 결합될 수 있다.
이와 같이, 리벳(41c, 42c)이나 나사에 의해 제1 및 제2 결합부(41, 42)는 상기 마감커버(55) 및 상기 단열재보호층의 외부보호층(54c)에 견고하게 결합될 수 있다.
(플랜지용 단열유닛)
상기 배관(21, 22, 23)들은 플랜지부(24)를 통해 서로 연결되고, 예컨대 직관(23)과 직관(23), 직관(23)과 엘보(21), T-이음(22)과 직관(23) 등은 플랜지부(24)에 의해 연결될 수 있다. 이러한 상기 플랜지부(24)의 외면에는 플랜지용 단열유닛(14)이 감싸도록 설치되고, 상기 플랜지용 단열유닛(14)은 플랜지부(24)의 외면을 둘러싸도록 플랜지부(24)에 대응하는 형상으로 이루어진 2 이상의 분할체(14a, 14b)를 가진다. 2 이상의 분할체(14a, 14b)는 분할라인(34)을 기준으로 분할되며, 분할체(14a, 14b)들은 플랜지부(24)의 외면에서 분리가능하게 결합된다.
상기 플랜지용 단열유닛(14)의 분할체(14a, 14b)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 플랜지부(24)의 외면에 인접하는 내부단열층(51), 상기 내부단열층(51)의 외경방향에 배치되는 외부단열층(53), 상기 내부단열층(51)과 상기 외부단열층(53) 사이에 개재된 중간단열층(52)을 가진다. 그리고, 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 상기 중간단열층(52)은 단열재보호층(54a, 54b, 54c)에 의해 감싸여져 보호된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플랜지용 단열유닛(14)의 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 상기 중간단열층(52), 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 플랜지부(24)의 외면을 둘러싸도록 "ㄷ"자형 단면으로 구성된다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)에는 서로 다른 내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)으로 갈수록 내열도가 점점 낮아지는 구조로 단열재가 적용되거나, 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)으로 갈수록 내열도가 점점 높아지는 구조로 단열재가 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 내부단열층(51)은 제1내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 중간단열층(52)는 상기 제1내열도보다 더 낮은 내열도인 제2내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 외부단열층(53)에는 상기 제2내열도보다 더 낮은 내열도인 제3내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다. 이와 달리, 상기 내부단열층(51)은 제3내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 중간단열층(52)에는 제2내열도를 가지는 단열재가 적용되고, 상기 외부단열층(53)에는 제1내열도를 가지는 단열재가 적용될 수 있다.
일반적으로 단열재는 내열도가 높아 고온(예를 들면, 1000℃ 이상)용으로 사용이 가능할 수록 가격이 비싼 반면에 단열성능은 상대적으로 떨어지는 것으로 알려져 있다. 또한 내열도가 상대적으로 낮아 저온(예를 들면, 350℃ 이하)용으로 사용이 가능한 단열재의 경우는 가격이 상대적으로 저렴하여 경제적이고 단열성능은 우수한 것으로 알려져 있다.
결과적으로, 내열도가 상대적으로 높은 단열재를 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 전체에 적용하는 경우에는 단열성능이 저하되고 제조단가가 비싸지게 되는 문제점이 있으며, 내열도가 상대적으로 낮은 단열재를 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 전체에 적용하는 경우에는 경제적이고 단열성능의 향상을 꾀할 수 있으나, 고온이 발생되는 배관에 적용하기 어렵다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하고, 단열성능이 우수하면서도 경제적인 단열장치의 구현을 위해, 고온이 발생되고 고온유지가 필요한 배관의 경우에는, 배관(21, 22, 23)에 인접된 부분인 상기 내부단열층(51)에는 제1내열도(예를 들면, 700~1300℃)범위를 가지는 단열재를 적용하고, 상기 중간단열층(52)에는 제2내열도(예를 들면, 400~650℃)범위를 가지는 단열재를 적용하고, 상기 외부단열층(53)에는 제3내열도(예를 들면, 100~350℃)범위를 단열재를 적용하는 것이 가능하다.
상기 내부단열층(51)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 1200~1300℃ 범위를 가지며 열전도율이 0.16W/mk/600℃인 세라크울(cerak-wool)이나, 내열도가 650~750℃범위이고 열전도율이 0.06W/mk/400℃ 인 이클래스 파이버(E-class fiber) 가 있으며, 상기 중간단열층(52)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 600~650℃범위이고 열전도율이 0.069W/mk/200℃ 인 미네랄 울(mineral-wool)이 있으며, 상기 외부단열층(53)에 적용되는 단열재의 예로는 내열도가 300~350℃범위이고 열전도율이 0.032W/mk/20℃ 인 글라스 울(glass-wool)이 있다.
결과적으로 고온유지가 필요한 배관의 경우에는, 배관에 인접한 내부단열층(51)에 고온용 단열재를 사용하여, 1차적으로 높은 온도를 낮추는 용도로만 기능하도록 하여 단열성능이 낮으면서도 높은 가격을 가지는 단열재의 사용을 줄여 경제적인 시공을 이루고, 상기 내부단열층(51)에 의해 온도가 낮아진 중간온도의 단열성능을 극대화하고 경제성이 고려하여 중간단열층(52)에는 중간온도용 단열재를 사용하고, 상기 내부단열층(51) 및 상기 중간단열층(52)에 의해 온도가 낮아진 단열층의 마지막 부분인 상기 외부단열층(53)에는 단열성능도 우수하고 상대적으로 낮은 가격을 가지는 단열재인 저온단열재를 적용하는 것이 가능하다.
그리고 저온유지가 필요한 배관의 경우에는 고온유지가 필요한 배관의 경우와 반대의 경우로 적용하는 것이 가능하다.
여기서 제1내열도, 제2내열도, 제3내열도의 내열온도범위는 배관의 온도에 대응하여 다양하게 변경가능하다.
상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53) 각각에 적용되는 단열재들은 미세공극을 가지고 있다. 즉 상기 세라크울, 상기 이클래스 파이버, 상기 미네랄 울, 상기 글라스 울 등은 내부에 미세공극들을 가지고 있다.
이러한 미세공극들에는 공기가 채워진 상태인 것이 일반적이나, 본 발명에서는 단열성능을 높이기 위해 상기 미세공극에 채워진 공기를 제거하고 공기대신 아르곤가스(Ar)나 크립톤가스(Kr) 등의 불활성 가스를 미세공극에 주입함에 의해 단열성능을 높일 수 있다. 아르곤 가스 등의 불활성 가스는 안정적이고 공기에 비해 열전도율이 낮아 단열성능을 높이는 것이 가능하다.
상기 미세공극에의 불활성 가스의 주입은 퀵 커플러(quick coupler) 등을 이용하여 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52) 및 상기 외부단열층(53)을 진공상태로 형성한 후에 불활성가스를 주입함에 의해 가능할 수 있다. 이외에 통상의 기술자에게 잘 알려진 다른 방법이 이용될 수 있다.
그리고, 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 상기 중간단열층(52)은 단열재보호층(54a, 54b, 54c)에 의해 감싸져 보호된다. 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 내부단열층(51)의 내경면에 배치된 내부보호층(54a), 상기 내부보호층(54a)에서 외측방향으로 연장된 측면보호층(54b), 상기 외부단열층(53)의 외경면과 접촉하는 외부보호층(54c)으로 이루어진다.
외부보호층(54c)의 외면에는 마감커버(55)가 배치되고, 마감커버(55)는 금속재질로 이루어져 상기 내부단열층(51), 상기 중간단열층(52), 상기 외부단열층(53) 등을 안정적으로 보호 내지 유지할 수 있다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51), 상기 외부단열층(53), 및 상기 중간단열층(52)과의 접촉면에 밀착되도록 형성될 수 있다. 이를 위해 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 가스불투과성 재질을 가지는 것이면 어느 것이나 사용가능하나, 패브릭(fabric) 등의 섬유에 가스불투과성 물질이 코팅된 재질을 가질 수 있다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)이 가스불투과성 물질이 코팅되는 이유는 상기 내부단열층(51) 및 상기 외부단열층(53)의 미세공극에 채워진 불활성 가스와 상기 중간단열층(52)의 내부공간에 채워진 불활성 가스가 외부로 유출되지 않도록 하기 위함이다.
상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)은 상기 내부단열층(51)의 내경면 및 상기 외부단열층(53)의 외경면 등 곡면에 형성되기 때문에, 곡면에 밀착시켜 형성하기가 어렵다. 이를 위해 복수의 섬유조각들을 재봉하여 곡면에 밀착되도록 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성할 수 있다. 그러나 이경우에는 재봉선을 통해 내부의 불활성가스가 유출될 우려가 있다.
이를 방지하기 위해, 복수의 섬유조각들을 재봉하는 대신에 열에 강한 실란트(sealant) 등으로 접합하여 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성하는 것이 가능하다. 다른 방법으로 하나의 섬유에서 곡면을 형성하고 남은 부분이 접히도록 하고 접히는 부분을 실란트 등으로 접합하여 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성하는 것이 가능하다. 또 다른 방법으로는 복수의 섬유조각들을 재봉하여 곡면에 밀착되도록 상기 단열재보호층(54a, 54b, 54c)을 형성한 이후에 재봉선 부분의 안쪽에 내열 실란트 테이프를 이용하여 실링하는 것이 가능하다.
상기 분할체들(14a,14b)은 체결용 클램프(40)에 의해 결합된다. 상기 체결용 클램프(40)는 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)를 가진다. 상기 분할체(14a, 14b)들의 서로 인접한 단부에는 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)가 상호 대응되게 설치되고, 이러한 제1결합부(41) 및 제2결합부(42)에 의해 2 이상의 분할체(14a, 14b)들은 견고하고 정확하게 결합될 수 있다.
상기 체결용 클램프(40)의 자세한 구성 및 체결방법은 도 11 및 도 12를 통해 설명한 바와 동일하다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 제1결합부(41)의 제1장착판(41a)은 일측 분할체(14a)의 마감커버(55)측에 리벳(41c)이나 나사에 의해 견고하게 고정된다. 특히 상기 외부보호층(54c)의 내측에 보강재(54d)가 구비되고, 이 보강재(54d)와 제1장착판(41a)은 리벳(41c)이나 나사에 의해 결합되며, 이에 보강재(54d)와 제1장착판(41a) 사이에 상기 외부보호층(54c)과 상기 마감커버(55)가 개재된 상태로 결합될 수 있다.
그리고, 제2결합부(42)의 제2장착판(42a)는 타측 분할체(14b)의 마감커버(55) 측에 리벳(42c)이나 나사를 통해 견고하게 고정된다. 특히, 상기 외부보호층(54c)의 내측에 보강재(54d)가 구비되고, 이 보강재(54d)와 제2장착판(42a)는 리벳(42c)이나 나사에 의해 결합되며, 이에 보강재(54d)와 제2장착판(42a) 사이에 상기 외부보호층(54c)과 상기 마감커버(55)가 개재된 상태로 결합될 수 있다.
이와 같이, 리벳(41c, 42c)이나 나사에 의해 제1 및 제2 결합부(41, 42)는 상기 마감커버(55) 및 상기 단열재보호층의 외부보호층(54c)에 견고하게 결합될 수 있다.
(기타 구성)
상기 엘보용 단열유닛(11), 상기 T-이음용 단열유닛(12), 상기 직관용 단열유닛(13), 상기 플랜지용 단열유닛(14)은 그 각각의 분할라인(31, 32, 33, 34)들이 서로 일치하는 방향으로 이어질 수 있다.
이와 달리, 서로 인접하는 단열유닛(11, 12, 13, 14)들은 그 분할라인(31, 32, 33, 34)들이 서로 어긋나는 방향으로 이어질 수도 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 엘보용 단열유닛(11)의 분할라인(31)은 그에 인접하는 직관용 단열유닛(13)의 분할라인(33)과 어긋나게 이어져 배치된다. 그리고, 플랜지용 단열유닛(14)의 분할라인(34)은 인접하는 직관용 단열유닛(13)의 분할라인(33)과 어긋나게 이어져 배치되며, T-이음 단열유닛(12)의 분할라인(32)과 직관용 단열유닛(13)의 분할라인(33)은 서로 일치하는 방향으로 이어질 수 있다. 이와 같이, 서로 인접하는 단열유닛(11, 12, 13, 14)들이 부분적으로 서로 어긋나게 이어져 배치됨에 따라 그 밀봉성이 보다 확보될 수 있다.
특히, 직관용 단열유닛(13)의 분할라인(33)이 수직방향으로 배치될 경우 외부의 빗물, 기타 이물질 등이 분할라인(33)을 통해 침입될 우려가 있으므로, 직관용 단열유닛(13)의 분할라인(33)은 수평방향으로 배치됨이 바람직하다.
또한, 제1 및 제2 결합부(41, 42)는 엘보용 단열유닛(11), T-이음용 단열유닛(12), 직관용 단열유닛(13), 플랜지용 단열유닛(14)들이 서로 접촉하는 단부에도 각각 설치될 수 있고, 이에 서로 접촉하는 단열유닛(11, 12, 13, 14)들은 제1 및 제2 결합부(41, 42)의 결합작동에 의해 견고하게 결합되어 연결될 수 있다.
엘보용 단열유닛(11)은 엘보(21)의 외면을 보다 효과적으로 감싸도록 도 13에 도시된 바와 같이, 원주방향으로 분할된 4개의 분할체(11c, 11d, 11e, 11f)로 이루어질 수도 있다.
또한, T-이음용 단열유닛(12)은 도 14에 예시된 바와 같이, T자형에 대응한 구조로 분할된 6개의 분할체(12c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h)로 이루어질 수도 있다.
10: 착탈식 단열장치 11: 엘보용 단열유닛
12: T-이음용 단열유닛 13: 직관용 단열유닛
14: 플랜지용 단열유닛 21: 엘보
22: T-이음 23: 직관
24: 플랜지 40 : 체결용 클램프

Claims (9)

  1. 배관의 엘보 외면에 설치되는 엘보용 단열유닛, 배관의 T-이음 외면에 설치되는 T-이음용 단열유닛, 배관의 직관 외면에 설치되는 직관용 단열유닛, 및 배관의 플랜지부 외면에 설치된 플랜지용 단열유닛을 포함하는 단열유닛들을 구비하는 착탈식 단열장치에 있어서:
    상기 단열유닛들 각각은 분할라인을 기준으로 분리가능하게 결합되는 적어도 두개의 분할체들을 가지며,
    상기 적어도 두개의 분할체들 각각은 내부단열층과, 상기 내부단열층의 외경방향에 배치되는 외부단열층과, 상기 내부단열층과 상기 외부단열층 사이에 개재된 중간단열층과, 상기 내부단열층, 상기 외부단열층, 및 상기 중간단열층을 감싸는 단열재보호층을 구비하고,
    상기 적어도 두개의 분할체들 각각의 단부에는 제1결합부 및 제2결합부가 상호 대응되게 설치되며,
    상기 제1결합부는, 상기 분할체들 중 일측의 분할체 단부에 장착된 제1장착판과; 상기 제1장착판의 일측 가장자리부위에서 상부방향으로 절곡되어 연장되고 단부에 제1힌지구멍이 형성된 제1지지판과; 상기 제1장착판의 타측 가장자리부위에서 상부방향으로 절곡되어 연장되고 단부에 제2힌지구멍이 형성되며 상기 제1지지판과 대칭구조의 제2지지판과; 중앙부분이 직선을 이루는 "U" 자형구조로 양단부가 상기 제1힌지구멍 및 상기 제2힌지구멍에 삽입되어 회동가능하게 힌지결합되는 제1결합축과; 일단부분은 상기 제1결합축의 중앙부분을 감싸는 구조로 회동가능하게 힌지결합되고 상부방향으로 돌출된 밀쇠가 형성되며, 타단부분은 하부방향으로 절곡되는 제1결합후크가 형성되는 결합판을 구비하고,
    상기 제2결합부는 분할체들 중에서 타측의 분할체 단부에 장착된 제2장착판과; 상기 제2장착판의 단부에 상부방향으로 절곡되는 제2결합후크를 구비하여,
    상기 제1결합후크가 상기 제2결합후크에 걸려진 상태에서, 상기 결합판의 상기 밀쇠를 후방으로 미는 동작에 의해 상기 제1결합축이 회동하고, 상기 제1결합축의 회동에 의해 상기 결합판의 후방부분이 상기 제1지지판과 상기 제2지지판 사이로 이동하도록 하여 상기 분할체들을 결합시킴을 특징으로 하는 착탈식 단열장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부단열층, 상기 중간단열층 및 상기 외부단열층에는 서로 다른 내열도를 가지는 단열재가 적용되며,
    상기 내부단열층, 상기 중간단열층 및 상기 외부단열층에 적용되는 단열재들각각은 미세공극을 가지며, 상기 미세공극에는 불활성가스가 주입되고,
    상기 단열재보호층은 가스 불투과성 재질을 가지며,
    상기 내부단열층, 상기 중간단열층 및 상기 외부단열층은 내부에서 외부방향으로 갈수록 내열도가 점점 낮아지는 구조로 단열재가 적용되거나, 내열도가 점점 높아지는 구조로 단열재가 적용됨을 특징으로 하는 착탈식 단열장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 내부단열층에 적용되는 단열재는 세라크울(cerak-wool)이나 이클래스 파이버(E-class fiber)이며, 상기 중간단열층에 적용되는 단열재는 미네랄 울(mineral-wool)이며, 상기 외부단열층에 적용되는 단열재는 글라스 울(glass-wool)임을 특징으로 하는 착탈식 단열장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 불활성가스는 아르곤가스(Ar) 또는 크립톤가스(Kr)임을 특징으로 하는 착탈식 단열장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열재보호층은 가스 불투과성 물질이 코팅된 섬유재질을 가짐을 특징으로 하는 착탈식 단열장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1지지판에는 상기 제1힌지구멍에 후방으로 인접하여 제3힌지구멍이 구비되고, 상기 제2지지판에는 상기 제2힌지구멍에 후방으로 인접하여 상기 제3힌지구멍에 대칭되게 제4힌지구멍이 구비되고,
    상기 제1결합부는 상기 제3힌지구멍 및 상기 제4힌지구멍에 체결되는 힌지축과; 상기 힌지축과 힌지결합되며 탄성스프링에 의해 지지되는 걸림쇠를 구비하여, 상기 제1결합부와 상기 제2결합부의 체결시 상기 제1결합축을 상기 걸림쇠에 걸어 고정시킴에 의해 체결상태가 유지되도록 함을 특징으로 하는 착탈식 단열장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열재보호층은 상기 내부단열층의 내경면에 배치된 내부보호층, 상기 내부보호층에서 외측방향으로 연장된 측면보호층, 상기 외부단열층의 외경면과 접촉하는 외부보호층으로 이루어지고, 상기 외부보호층의 외면에는 금속재질의 마감커버가 배치됨을 특징으로 하는 착탈식 단열장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열유닛들 중 서로 인접하는 단열유닛들의 분할라인은 서로 어긋나게 이어져 배치되고, 상기 직관용 단열유닛의 분할라인은 수평방향으로 배치됨을 특징으로 하는 착탈식 단열장치.
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