KR102050809B1

KR102050809B1 - 진공단열배관

Info

Publication number: KR102050809B1
Application number: KR1020190088202A
Authority: KR
Inventors: 백중진
Original assignee: 탈렌트엘엔지(주)
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2019-12-03
Also published as: JP2021534351A; CN112585392B; CN112585392A; WO2021015538A1; JP7094583B2

Abstract

본 발명은 내관(100)과 진공외관(300a) 사이에 결로의 생성을 방지하면서 내관(100)과 진공외관(300a) 사이에 형성된 진공공간(301)을 균일하게 가지어 진공에 따른 진공외관(300a) 등의 변형을 방지하는 진공단열배관(10)에 관한 것으로서, 극저온 유체를 이송하기 위한 내관(100);과, 상기 내관(100)의 외곽에 배치되어 상기 내관(100)과의 사이에 진공공간(301)을 형성하면서 외주면 일면에 돌출된 진공포트(302)가 형성되는 진공외관(300a);과, 상기 진공외관(300a)의 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 양측에 원호형으로 배치되며, 내주면이 내관(100)의 외주면에 연결 그리고 외주면이 진공외관(300a) 내주면에 연결되면서 외측 일면에 원주방향으로 이격된 다수 개의 제1통공(410a)이 형성된 제1열차단디스크(400a); 및, 상기 제1열차단디스크(400a)의 일측으로 근접하게 배치되면서 사이에 공유공간(401)이 형성되며, 내주면이 내관(100)의 외주면에 연결 그리고 외주면이 진공외관(300a) 내주면에 연결되면서 내측 일면에 원주방향으로 이격된 다수 개의 제2통공(410b)이 형성된 제2열차단디스크(400b);로 구성되며, 상기 제1열차단디스크(400a)와 제2열차단디스크(400b)의 설치단위가 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 양측에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

진공단열배관{VACUUM INSULATED PIPES}

본 발명은 초저온 액화가스를 이송하는 진공단열배관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내관과 진공외관 사이에 결로의 생성을 방지하면서 내관과 진공외관 사이에 형성된 진공공간을 균일하게 가지어 진공에 따른 진공외관 등의 변형을 방지하는 진공단열배관에 관한 것이다.

일반적으로 초저온 액화가스는 온도가 낮고 잠열이 작기 때문에 소량의 열 침입에 의해서도 쉽게 기화될 수 있고, 이에 저장탱크에서 멀리 떨어진 장비까지 초저온 액화가스를 이송하기 위해서는 단열성능이 우수한 진공단열배관을 이용하며, 이때 진공단열배관은 극저온 유체(예를 들어, -163℃의 LNG)를 운반선, 연료 추진선 및 이들 선박에 극저온 유체를 공급하기 위한 육상용 배관 등에 사용되며, 운반 중에 발생하는 BOG(Boil Off Gas) 발생을 최소화하기 위하여 배관을 이중관으로 제작하여 내부 배관과 외부 배관 사이에 진공층을 둠으로써 외부로부터 열침입을 효율적으로 차단하는 구성을 갖는다.

진공단열배관은 분말 퍼라이트를 사용한 분말진공법과 초단열재(Super Insulation)를 사용한 다층진공법을 이용한 구조가 사용되고 있다. 진공단열배관의 내부 배관과 외부 배관은 스테인레스 스틸(STS) 강관을 사용하며, 그 사이에 진공층을 가지고 있지만, 대류와 전도의 열전달은 차단하여도 복사열은 진공층에서 차단되지 못하기 때문에 분말진공법을 사용하여 진공층 내부에 분말 퍼라이트를 주입하여 복사열을 차단하도록 하며, 초단열재 필름(Super Insulation Film)을 내부 배관에 감아서 복사열을 차단하는 다층 진공법을 사용하고 있다.

분말진공법과 다층진공법을 사용한 기존의 진공단열배관은 외부적인 충격 등으로 인해 배관 손상 발생시 진공층이 깨질 우려가 있다. 또는 진공 용접부가 결함이 있거나 문제가 생겨서 진공층이 깨진다면 진공단열배관은 그 기능을 완전히 상실하게 된다고 볼 수 있다. 분말 퍼라이트와 초단열재 필름은 어느 정도의 열차단 기능은 가지고 있지만, 영하 163℃의 LNG를 이송하는 배관의 단열재로는 역할을 감당하기가 쉽지 않다.

또한 배관의 진공도는 시간이 지남에 따라 떨어지기 때문에 발생되는 유지보수 작업 시간동안 배관의 열손실은 어느 정도 감안하여야 하며, 이때 열손실로 인한 BOG(Boil Off Gas)는 상당히 크다고 할 수 있다.

내부 배관에서 이송되는 극저온(-163℃) 상태의 LNG가 외부 배관이 손상된 경우 진공이 깨지며 그 상태로는 단열효과가 현저히 떨어지게 되어 자연기화되면 우선 기화되는 가스량의 손실도 크지만, 내부 배관에 액체상태에서 기체상태로 변화하는 LNG의 부피증가로 걸리는 압력이 커지기 때문에 사고의 위험도 있으며, 사고 발생시 전체적인 배관 시스템에 문제가 발생할 소지가 있다. 이렇게 되면, 배관 유지보수에 걸리는 작업시간도 많은 시간을 필요로 하게 된다. 유지보수에 필요한 시간동안 자연 기화하는 LNG는 그만큼 손실이 된다는 문제가 있다.

이러한, 종래 진공단열배관과 같이 내부 배관과 외부 배관 사이에 진공 상태를 유지하는 구조는 단열 성능을 높일 수 있으나, 내부 배관과 외부 배관 사이의 공간을 유지하고 내관을 지지하기 위해서 지지대의 설치가 요구되므로, 결과적으로 내부 배관과 외부 배관이 지지대를 매개로 서로 연결되는 구조가 된다.

따라서, 지지대가 내부 배관과 외부 배관 사이의 열전달 경로를 형성하여, 열손실이 불가피하게 발생됨과 아울러 내부 배관의 열 손실을 방지할 수 있는 길이에 맞춰 제작되기 때문에, 외부 배관의 길이 변경이 어려워 정확한 실측에 의한 제작이 필요할 뿐만 아니라 외부 배관의 길이가 길어지게 되면서 유지 보수 및 공간적 제약을 많이 받는다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1660694호(발명의 명칭 : 진공단열배관) 2. 대한민국 등록특허 제10-1448240호(발명의 명칭 : 진공단열배관) 3. 대한민국 등록특허 제10-1222622호(발명의 명칭 : 진공단열배관의 연결장치)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존 기술 대비 내관과 진공외관 사이에 열이동 경로를 형성하면서 진공외관의 내부에 이격된 단열관을 형성하여 진공외관과 단열관 사이에 진공상태를 유지하여 단열성능 및 열차단 성능을 향상시키고 유지 보수 작업동안 열손실을 최소화할 수 있는 진공단열배관을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 일실시예는 극저온 유체를 이송하기 위한 내관과,

상기 내관의 외곽에 배치되어 상기 내관과의 사이에 진공공간을 형성하면서 외주면 일면에 돌출된 진공포트가 형성되는 진공외관과,

상기 진공외관의 진공포트를 기준으로 진공공간 내부 양측에 원호형으로 배치되며, 내주면이 내관의 외주면에 연결 그리고 외주면이 진공외관 내주면에 연결되면서 외측 일면에 원주방향으로 이격된 다수 개의 제1통공이 형성된 제1열차단디스크와,

상기 제1열차단디스크의 일측으로 근접하게 배치되면서 사이에 공유공간이 형성되며, 내주면이 내관의 외주면에 연결 그리고 외주면이 진공외관 내주면에 연결되면서 내측 일면에 원주방향으로 이격된 다수 개의 제2통공이 형성된 제2열차단디스크로 구성되며,

상기 제1열차단디스크와 제2열차단디스크의 설치단위가 진공포트를 기준으로 진공공간 내부 양측에 각각 형성되는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 내관과 진공외관 사이에 배치되어 상기 내관과의 사이에 단열공간 그리고 진공외관의 사이에 진공공간이 형성하는 단열관이 더 포함되며

이때, 상기 제1열차단디스크의 내주면과 제2열차단디스크의 내주면이 내관의 외주면이 아닌 단열관의 외주면에 연결되는 구조를 가지는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 내관과 단열관 사이의 단열공간에 내관의 길이방향을 따라 등간격의 원호형으로 복수 개로 설치되거나 단열관과 진공외관 사이의 진공공간에 단열관의 길이방향에 따라 등간격의 원호형으로 복수 개로 설치되며, 양측단이 각각 수평의 길이로 연장되어 내주면이 내관의 외주면 또는 단열관의 외주면에 연결된 수평부와 상기 수평부 사이를 연결하여 내측에 제1공간부를 형성하면서 외주면이 단열관의 내주면 또는 진공외관의 내주면에 연결되는 밀착부로 구성되는 일체의 공간유지체가 더 포함되는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 제1열차단디스크의 내주면 또는 외주면을 따라 내측으로 요입된 다수 개의 유로공이 형성되면서 유로공 사이에 방열핀이 형성된 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 방열핀의 길이에 대응되도록 방열핀 양측으로 돌출된 형태를 가지는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 진공포트를 기준으로 진공공간 내의 양측 또는 어느 하나의 일측에 마련되어 외주면이 진공외관의 내주면에 연결되는 원호형의 제1수직면과, 상기 제1수직면 내주면에 일측 외주단이 절곡 연결되어 외측으로 수평 연장되는 원호형의 제1수평면 및 상기 제1수평면의 타측 외주단에 내주면이 절곡 연결되면서 내주면이 내관 또는 단열관의 외주면에 연결되는 제2수직면으로 구성되는 일체의 히트싱크가 더 포함되며,

상기 진공공간 양측에 히트싱크가 배치시 상호 좌우 대칭으로 형성되며, 그리고, 상기 제1수직면 중앙, 제1수평면 중앙 및 제2수직면 중앙에 각각 관통된 복수 개의 제3통공이 이격되게 원호형으로 형성되는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 진공포트를 기준으로 진공공간 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크 내측면 중앙과 진공공간 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크의 외측면 중앙을 상호 원주형으로 연결하여 내관 또는 단열관의 외주와 진공외관 내주 사이에 등간격의 제1진공층이 형성되도록 구획관이 더 포함되는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 구획관의 외주 일면에 상호 좌우 대칭으로 경사지게 경사면을 형성하도록 절곡되어 내측에 제2공간부를 형성하면서 경사면 양단을 연결하는 제2제2수평면의 내주면이 내관 또는 단열관의 외주면에 연결되는 그루브가 형성되고,

상기 그루브가 구획관 외주면에 등간격으로 형성되는 구조를 가지는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 구획관의 외주면이 나선형의 요철구조 또는 구획형의 요철구조로 형성되는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 진공포트를 기준으로 진공공간 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크 내측면 중앙과 진공공간 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크의 외측면 중앙에 각각 원주방향으로 돌출되어 마주하도록 제1끼움탭과 상기 제1끼움탭이 원주에 비해 큰 원주를 가진 제2끼움탭이 형성되면서 구획관의 두께에 일치하도록 제1끼움탭과 제2끼움탭 사이에 원주형의 끼움홈이 형성되는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 진공포트를 기준으로 진공공간 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크과 진공공간 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크가 각각 측면 중앙을 기준으로 외주 및 내주로 갈수록 내폭이 점진적으로 커지는 형태이면서 내측면 및 외측면이 요입된 반구형으로 형성되는 구조를 가지는 진공단열배관을 제공한다.

한편, 상기 진공포트가 마련된 진공외관과 상기 진공외관 내측에 이격되게 형성된 진공내관으로 구획되게 형성되며, 상기 진공외관은 양단이 각각 수직절곡된 제1면과 상기 제1면 단부에 연결되어 수평절곡되면서 내주면이 내관 또는 단열관의 외주면에 연결되는 제2면과 상기 제2면 단부에 연결되어 내측으로 수직절곡된 제3면 및 상기 제3면 단부에 연결되어 수평절곡되어 소정의 길이로 연장되면서 내관 또는 단열관 외주면과의 사이로 결합홈이 형성되는 제4면으로 형성되는 일체의 구조를 가지며,

상기 진공내관의 양단이 각각 수직절곡된 제5면과 상기 제5면의 단부에 연결되어 수평절곡되면서 제4면의 길이에 대응되는 길이를 가지면서 내주면이 내관 또는 단열관의 외주면에 밀착되는 제6면을 형성하며, 그리고 상기 진공내관의 양단을 제외한 외주면의 외경이 제4면의 외경에 일치하는 형태를 가지며,

상기 진공외관의 제4면과 진공내관의 제6면 사이에 링형의 패킹부가 형성되는 구조를 가지는 진공단열배관을 제공한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 내관과 진공외관 사이에 열의 이동이 가능한 열이동공간을 확보하여 내관의 초저온 액화가스 열손실을 방지할 뿐만 아니라 진공외관과 내관 또는 단열관 사이의 진공상태를 유지하는 진공공간이 형성됨으로서 열이동공간의 열 방출을 차단하는 동시에 외부의 열이 전달되는 것을 차단됨으로서 진공외관 또는 단열관을 통해 내관으로의 열전달이 지연 및 열 손실을 최소화하여 할 수 있다.

또한, 상기 내관 또는 단열관과 진공외관의 진공공간 및 내관과 단열관의 단열공간의 공간이 균일하게 유지되도록 열차단디스크 및 공간유지체를 구비함으로서 내관의 길이에 제한없이 균등한 열차단 및 단열을 유지할 수 효과가 있을 뿐만 아니라 초기 제품에 설치 및 적용 가능하여 성능을 향상시킬 수 있어 기존 초저온 유체의 배관방식에 비해 열손실 비용을 현저히 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관을 나타낸 도면.
도 2는 도 2의 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 “A”부위를 확대한 단면을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 제1열차단디스크를 나타낸 도면(a), 제2열차단디스크를 나타낸 도면(b), 제1열차단디스크의 내주면에 유로공 및 방열핀이 형성된 도면(c) 및 제1열차단디스크의 외주면에 유로공 및 방열핀이 형성된 도면(d).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에 공간유지체가 마련된 구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 공간유지체를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 제1열차단디스크에 방열핀이 양측으로 돌출된 형태를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 히트싱크부가 진공공간에 배치된 형태를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 진공공간에 구획관이 구비된 형태를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 제2열차단디스크와 제1열차단디스크 사이의 진공공간에 구획관이 구비된 부위를 확대하여 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 제2열차단디스크와 제1열차단디스크 사이의 그루브형태의 구획관이 구비된 부위를 확대하여 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 제2열차단디스크와 제1열차단디스크 사이의 나선형의 구획관이 구비된 부위를 확대하여 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 진공포트를 기준으로 진공공간 내의 양측에 배치된 제2열차단디스크와 제1열차단디스크가 아치형으로 형성된 구조를 나타낸 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 진공공간 내에 진공내관이 배치된 구조를 나타낸 도면.
도 14는 도 13의 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 “B”부위를 확대한 단면을 나타낸 도면.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 진공단열배관에서 진공내관이 제2열차단디스크와 제1열차단디스크 사이에 배치되어 상호 연결하는 구조를 나타낸 일부 확대 도면.

본 발명은 극저온 유체를 이송시키기 위해 진공단열배관(10)의 결합구조를 제공한다. 이와 관련하여, 용어 "극저온 유체"는 표준 대기 온도 및 압력 조건에서 가스 상태에 있는 모든 유체를 보통 포함한다. 예들은 액화 천연 가스 및 다른 탄화수소 함유 혼합물뿐만 아니라, 산소, 질소, 이산화탄소 및 아르곤과 같은 대기 가스를 포함한다.

이 결합구조에 따르면, 도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 구성요소들로 결합된 결합구조를 가진 진공단열배관(10)의 일부 위치를 선택하여 상세히 결합구조를 설명하며, 상기 진공단열배관(10)은 극저온 유체가 이송되도록 내부로 관통되는 유로(101)가 형성된 원통형인 파이프형태의 내관(100)과 상기 내관의 길이방향을 따라 내관(100)의 외곽에 배치되면서 내관(100)과의 사이에 진공공간(301)을 형성하는 진공외관(300a)으로 이루어져 내관을 이격되게 감싸 결합되는 결합구조를 가진다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 내관(100)의 길이방향을 따라 내관(100)의 외관에 배치되면서 내관(100)과의 사이에 단열공간(201)을 형성 그리고 진공외관(300a)과의 사이에 진공공간(301)이 형성되는 단열관(200)이 더 포함되어 진공단열배관(10)의 결합구조를 가질 수 있다.

그리고, 상기 극저온 유체가 이송되는 내관(100)에 진공외관(300a) 또는 진공외관(300a)과 단열관(200)이 설치되는 길이는 열 통로가 형성되어야 하는 길이에 따라 결정될 수 있으며, 즉 극저온 액화가스마다 필요로 하는 열 통로의 길이가 있는데, 이에 따라 결정될 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 실시예를 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이 극저온 유체를 이송하기 위한 내관(100);과, 상기 내관(100)의 외곽에 배치되어 상기 내관(100)과의 사이에 진공공간(301)을 형성하면서 외주면 일면에 돌출된 진공포트(302)가 형성되는 진공외관(300a);과,

상기 진공외관(300a)의 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 양측에 원호형으로 배치되며, 내주면이 내관(100)의 외주면에 연결 그리고 외주면이 진공외관(300a) 내주면에 연결되면서 외측 일면에 원주방향으로 이격된 다수 개의 제1통공(410a)이 형성된 제1열차단디스크(400a); 및, 상기 제1열차단디스크(400a)의 일측으로 근접하게 배치되면서 사이에 공유공간(401)이 형성되며, 내주면이 내관(100)의 외주면에 연결 그리고 외주면이 진공외관(300a) 내주면에 연결되면서 내측 일면에 원주방향으로 이격된 다수 개의 제2통공(410b)이 형성된 제2열차단디스크(400b);로 구성되며, 상기 제1열차단디스크(400a)와 제2열차단디스크(400b)의 설치단위가 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 양측에 각각 형성되는 진공단열배관(10)을 제공한다.

도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 진공단열배관(10)의 진공공간(301) 내에 포함되는 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)는 진공공간(301)의 길이에 대응하여 진공공간(301)을 구획하며, 구획된 진공공간(301)의 진공상태를 장기간 유지할 뿐만 아니라 구획된 진공공간(301)으로 온도의 이동경로를 확보하여 구획된 진공공간(301) 내의 온도차를 빠르게 보상하여 균등한 온도로 유지될 수 있도록 하는 구조이다.

상기 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)는 내관(100)과 진공외관(300a) 사이에 원주형으로 형성된 진공공간(301) 내에 원주형으로 연결되며, 외부로부터 전달되는 외기의 온도를 구획된 어느 하나의 진공공간(301) 내로 전달시 인접한 다른 진공공간(301)의 열원이 전달되어 온도차를 진공상태의 빠른 열흐름을 통해 보상할 수 있도록 한다.

상기 제1, 2열차단디스크(400a)(400b) 단위는 진공외관(300a)의 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내에 양측에 각각, 즉 진공공간(301) 내의 일측에 제1, 2열차단디스크(400a)(400b) 그리고 진공공간(301) 내 타측에 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)가 형성되며, 이때 제1열차단디스크(400a)가 좌측에 형성된다면 우측에 제2열차단디스크(400b)가 형성된다.

그리고, 상기 진공공간(301) 내의 일측에 형성된 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)와 타측에 형성된 제1, 2열차단디스크(400a)(400b) 사이의 진공외관(300a) 외주 일면에 진공포트(302)가 형성되며, 상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내의 일측 및 타측에 각각 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)가 형성되는 연결단위가 다수 개의 진공포트(302)의 위치에 대응하여 진공외관(300a)의 길이방향을 따라 반복적으로 진공공간(301) 내에 형성된다.

그리고, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 제1열차단디스크(400a)의 일측면 외측 즉, 제2열차단디스크(400b)에 마주하는 일측면의 바깥쪽에 원주방향으로 이격된 다수 개의 제1통공(410a)이 관통 형성되며, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 상기 제2열차단디스크(400b)의 일측면 내측 즉, 제1열차단디스크(400a)에 마주하는 일측면의 안쪽에 원주방향으로 이격된 다수 개의 제2통공(410b)이 관통 형성되고, 상기 제1열차단디스크(400a)의 제1통공(410a) 위치와 제2열차단디스크(400b)의 제2통공(410b) 위치가 상호 마주하는 방향이 아닌 대각방향으로 형성됨으로서 상기 제1열차단디스크(400a)와 제2열차단디스크(400b) 사이에 공유공간(401)으로 진입한 열흐름이 공유공간(401) 내에 온도차를 보상하여 진공공간(301) 전체의 일정한 온도를 유지되게 된다.

즉, 상기 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)는 진공공간(401) 내로 열흐름이 전도되면 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)에 형성된 제1, 2통공(410a)(410b)을 통해 열을 방출하여 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)와 이웃하는 진공공간(301)으로 열이 전달되면서 진공공간(301) 내의 일정한 온도를 유지하면서 외부의 열을 차단과 동시에 내관 내의 유체의 열 방출 및 손실을 차단하게 된다.

그리고, 상기 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)가 진공공간(301) 내부 또는 진공외관(300a)의 표면을 통해 전달되는 열의 이동 및 발열을 효율적으로 구현하도록 하는 히트싱크(Heat Sink)의 역할을 하여 전달 및 이동되는 열이 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)에 접촉되면서 방열 및 냉각효율을 높이게 되며, 더욱이 상기 진공공간(301)의 형성으로 공기대류에 의한 열전달 그리고 진공외관(300a), 단열관(200) 또는 내관(100)과의 공기접촉 또는 면접촉에 따른 열전이 현상에 의한 열 손실을 차단하게 되어 내관(100)으로 전이되는 열을 차단하게 된다.

그리고, 상술한 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)의 내주면은 원호형으로 관통된 통구(402)의 내주면을 말하며, 상기 통구(402)의 내주면이 내관(100)의 외주면에 밀착 연결되어 구조이며, 상기 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)의 외주면은 원주형의 둘레면(403)을 말하며, 상기 둘레면(403)인 외주면이 진공외관(300a)의 내주면에 밀착 연결되어 구조이다.

그리고, 상기 진공외관(300a)은 내관(100)의 외곽에 배치되어 내관(100)과의 사이에 진공공간(301)을 형성하며, 상기 진공외관(300a)의 외주면 일면에 돌출되어 진공공간(301)의 진공조건을 유지하도록 진공포트(302)가 구비되며, 상기 진공포트(302)는 내관(100)의 진공조건인 길이에 따라 진공상태가 완전한 진공이 이루어지도록 하나 이상이 이격되게 형성되어 진공공간(301)의 진공상태를 유지하도록 한다.

상기 진공외관(300a)은 기 설정된 진공단열배관(10)의 길이에 대응하여 설치되며, 상기 진공외관(300a)의 일측단 및 타측단은 대응되는 위치의 내관(100) 외주면에 연결되어 진공공간(301)을 밀폐하여 외부의 공기를 차단하게 된다.

상기 진공포트(302)는 진공단열배관(10)의 외측에 고정배치 또는 이동배치되는 진공펌프(미도시)에 연결되어 진공공간(301)의 진공상태를 발생 및 유지하는 역할을 하며, 그리고 상기 진공포트(302)에 진공공간(301)의 진공상태를 측정하는 센서 등의 게이지(미도시)가 더 포함될 수 있다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 내관(100)과 진공외관(300a) 사이에 배치되어 상기 내관(100)과의 사이에 단열공간(201) 그리고 진공외관(300a)의 사이에 진공공간(301)이 형성하는 단열관(200)이 더 포함되며, 이때, 상기 제1열차단디스크(400a)의 내주면과 제2열차단디스크(400b)의 내주면이 내관(100)의 외주면이 아닌 단열관(200)의 외주면에 연결되는 구조를 가지는 진공단열배관(10)을 제공한다.

상기 내관(100)과 단열관(200) 사이에 형성된 원주형의 단열공간(201)은 내관(100)을 따라 이송되는 극저온 유체가 가진 온도가 외부로 방출되는 것을 차단하면서 내관(100)을 보온하는 역할을 하며, 이때 단열공간(201) 내에 단열재(미도시)가 충진되거나 내관(100)의 외주면에 단열시트(미도시)가 피복 또는 부착되어 내관(200)의 극저온 유체의 열손실을 차단하게 된다.

그리고, 상기 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)의 내주면이 내관(100)과 진공외관(300a)으로 이루어진 진공단열배관(10)에서는 내관(100)의 외주면에 연결되었으나, 내관(100), 단열관(200) 및 진공외관(300a)으로 순으로 이루어진 진공단열배관(10)에서는 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)의 내주면이 단열관(200) 외주면에 연결되는 구조를 가진다.

또한, 도 4와 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 내관(100)과 단열관(200) 사이의 단열공간(201)에 내관(100)의 길이방향을 따라 등간격의 원호형으로 복수 개로 설치되거나 단열관(200)과 진공외관(300a) 사이의 진공공간(301)에 단열관(200)의 길이방향에 따라 등간격의 원호형으로 복수 개로 설치되며, 양측단이 각각 수평의 길이로 연장되어 내주면이 내관(100)의 외주면 또는 단열관(200)의 외주면에 연결된 수평부(211)와 상기 수평부(211) 사이를 연결하여 내측에 제1공간부(213)를 형성하면서 외주면이 단열관(200)의 내주면 또는 진공외관(300a)의 내주면에 연결되는 밀착부(212)로 구성되는 일체의 공간유지체(210)가 더 포함되는 진공단열배관(10)을 제공한다.

상기 공간유지체(210)는 진공외관(300a) 또는 단열관(200)의 열변형을 방지하도록 지지하는 역할과 단열공간(201)의 균등한 공간을 유지하도록 하는 역할을 하며, 수평부(211)와 밀착부(212)로 이루어진 일몸체의 구조를 가지어 진공외관(300a)과 단열관(200) 사이의 진공공간(301) 또는 단열관(200)과 내관(100) 사이의 단열공간(201) 내에 등간격의 복수 개로 원주형으로 밀착 또는 연결되는 구조를 가진다.

즉, 상기 수평부(211)는 양측단에 이격 위치하여 내주면이 단열관(200) 또는 내관(100)에 밀착 또는 연결되며, 상기 밀착부(212)는 양측면이 밀폐되어 내주단이 수평부(211) 단부에 연결되면서 둘레면인 원주면이 돌출되어 내측에 제1공간부(213)를 형성하며, 이때 둘레면의 외주면이 진공외관(300a) 또는 단열관(200)의 내주면에 밀착 또는 연결되게 된다.

상기 공간유지체(210)의 제1공간부(213)를 형성함으로서 내관(100)의 표면온도 또는 단열관(200)의 표면온도의 열전달을 최소화하면서 진공공간(301) 또는 단열공간(201)을 지지 및 유지하게 된다.

또한, 도면에 미도시되었지만 공간유지체(210)의 밀착부(212) 양측면에 상호 연통되도록 관통된 통공(미도시)이 등간격의 원주형으로 형성되어 진공공간(301) 또는 단열공간(201)의 체류온도가 이동되어 진공공간(301) 또는 단열공간(201) 내의 일정한 온도를 유지하도록 한다.

또한, 도 3의 (c)와 (d)에 나타낸 바와 같이 상기 제1열차단디스크(400a)의 내주면 또는 외주면을 따라 내측으로 요입된 다수 개의 유로공(420)이 형성되면서 유로공(420) 사이에 방열핀(430)이 형성된 진공단열배관(10)을 제공한다.

상기 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결된 제1열차단디스크(400a)의 내주면이 원주방향으로 반복적인 요철형태 또는 진공외관(300a)의 내주면에 연결된 제1열차단디스크(400a)의 외주면이 원주방향으로 반복적인 요철형태로 형성되며, 이때 요부는 유로공(420)이면서 철부는 방열핀(430)으로서 철부인 방열핀(430)의 단부가 단열관(200) 외주 또는 진공외관(300a) 외주에 연결되는 형태를 가진다.

상기 제1열차단디스크(400a)의 내주면에 형성된 유로공(420)을 통해 열의 이동으로 열을 방출하는 역할을 하면서 상기 방열핀(430)은 제1열차단디스크(400a)로 전달된 열을 빠르게 냉각하는 열방출 효과를 가진다.

또한, 상기 제1열차단디스크(400a)의 외주면에 내주면 또는 외주면의 원호형태에 대응되어 유로공(420)과 방열핀(430)의 반복적인 요철형태로 형성되며, 제2열차단디스크(400b)의 내주면 또는 외주면에 유로공(420)과 방열핀(430)이 형성될 수 있다.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 방열핀(430)이 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)의 폭과 동일한 폭을 가진다면 방열핀(430)의 길이에 대응되도록 방열핀(430) 양측으로 돌출된 형태를 가지는 진공단열배관(10)을 제공한다.

상기 방열핀(430)의 길이 즉 상하길이에 대응되면서 양측으로 돌출된 형태를 가지어 진공공간(301) 내의 온도 유지를 위해 발열과 흡열기능을 원활하게 하는 역할을 하게 된다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내의 양측 또는 어느 하나의 일측에 마련되어 외주면이 진공외관(300a)의 내주면에 연결되는 원호형의 제1수직면(470)과, 상기 제1수직면(470) 내주면에 일측 외주단이 절곡 연결되어 외측으로 수평 연장되는 원호형의 제1수평면(480) 및 상기 제1수평면(480)의 타측 외주단에 내주면이 절곡 연결되면서 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결되는 원호형의 제2수직면(490)으로 구성되는 일체의 히트싱크부(400c)가 더 포함되며,

상기 진공공간(301) 양측에 히트싱크부(400c)가 배치시 상호 좌우 대칭으로 형성되며, 그리고, 상기 제1수직면(470) 중앙, 제1수평면(480) 중앙 및 제2수직면(490) 중앙에 각각 관통된 복수 개의 제3통공(404)이 이격되게 원호형으로 형성되는 진공단열배관(10)을 제공한다.

상기 히트싱크부(400c)는 진공공간(301) 내에 단차진 원호형태로 배치되어 진공포트(302)에 의해 진공공간(301) 내의 진공상태를 위해 진공공간(301)의 공기를 배출시킬 때 진공공간(301) 내의 공기 이동을 방해하면서 순간적이지 않은 유연한 공기이동을 유도하여 진공공간(301) 내의 완전한 진공상태로 유지 및 생성되도록 하는 역할을 한다.

즉, 히트싱크부(400c) 구조에 의해 서로 다른 압력 조건 사이에서 진공을 통해 완충 구간을 형성하면서 진공공간(301) 내의 공기를 배출함으로써 진공공간(301)의 진공 및 균등한 압력 상태를 유지할 수 있다.

상기 히트싱크부(400c)는 제1수직면(470), 제1수평면(480) 및 제2수직면(490)으로 형성된 일체의 구조를 가지면서 전체면이 원호형으로 형성되며, 상기 제1수직면(470), 제1수평면(480) 및 제2수직면(490) 각각의 중앙에 관통된 복수 개의 제3통공(404)이 원호형으로 형성되는 구조를 가진다.

상기 제1수직면(470)은 외주면이 진공외관(300a)의 내주면에 연결되며, 상기 제1수평면(480)은 제1수직면(470) 내주면에 일측 외주단이 절곡 연결되어 외측으로 수평 연장되며, 상기 제2수직면(490)은 제1수평면(480)의 타측 외주단에 내주면이 절곡 연결되면서 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결된다.

그리고, 상기 진공공간(301) 양측에 히트싱크부(400c)가 배치시 상호 히트싱크부(400c)의 제2수직면(490)이 마주하는 형태로 이격되게 형성된다.

그리고, 상기 히트싱크부(400c)는 진공공간(301) 내의 양측에 배치된 제1, 2열차단디스크(400a)(400b) 단위 사이의 내측 또는 제1, 2열차단디스크(400a)(400b) 단위의 외측에 배치될 수 있으며, 상기 제1, 2열차단디스크(400a)(400b) 없이 단독으로 진공공간(301) 내에 배치도리 수 있다.

또한, 도 8과 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크(400b) 내측면 중앙과 진공공간(301) 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크(400a)의 외측면 중앙을 상호 원주형으로 연결하여 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주와 진공외관(300a) 내주 사이에 등간격의 제1진공층(501a)(501b)이 형성되도록 구획관(500)이 더 포함되는 진공단열배관(10)을 제공한다.

상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 일측에 형성된 제1, 2열차단디스크(400a)(400b) 중 제2열차단디스크(400b) 내측면 중앙과 내부 타측에 형성된 제1, 2열차단디스크(400a)(400b) 중 제1열차단디스크(400a)의 외측면 중앙을 상호 연결하여 내관(100) 또는 단열관(200)을 이격되게 감싸 형성되는 원통형의 구획관(500)을 형성하며, 이때 구획관(500)의 내주면 안쪽인 구획관(500)과 내관(100) 또는 단열관(200) 사이 그리고 구획관(500) 외주면 바깥쪽인 구획관(500)과 진공외관(300a) 사이에 각각 제1진공층(501a)(501b)이 형성되는 구조를 가진다.

상기 제1진공층(501a)(501b)이 2중으로 형성됨으로서 진공외관(300a)으로부터 전달되는 복사열이 제1진공층(501a)(501b)에 의해 열을 차단하게 되면서 내관(100) 또는 단열관(200)으로 전달되는 열전도를 차단하는 역할을 하여 내관(100)의 유체에 대한 열손실 그리고 진공외관(300a) 외부의 외기를 차단하여 단열효과를 극대화하게 된다.

또한, 도 10에 나타낸 바와 같이 상기 구획관(500)의 외주 일면에 상호 좌우 대칭으로 경사지게 경사면(511)을 형성하도록 절곡되어 내측에 제2공간부(513)를 형성하면서 경사면(511) 양단을 연결하는 제2수평면(512)의 내주면이 단열관(200)의 외주면에 연결 또는 면접되는 그루브(510)가 형성되고, 상기 그루브(510)가 구획관(500) 외주면에 등간격으로 형성되는 구조를 가지는 진공단열배관(10)을 제공한다.

상기 구획관(500)의 표면이 연속적인 배열구조를 가진 다수 개의 그루브(510)가 대칭구조로 형성되며, 이때 상기 그루브(510)는 원호형으로 형성되어 구획관(500)의 외주 일면에 상호 좌우 대칭으로 경사지게 경사면(511)을 형성하도록 절곡되어 내측에 요입된 제2공간부(513)를 형성하면서 경사면(511) 양단을 연결하는 제2수평면(512)의 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결 또는 면접되는 형태를 가진다.

상기 그루브(510)의 제2수평면(512) 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결시 구획관(500)의 그루브(510)와 그루브(510) 사이의 공간에 이웃하는 각각의 경사면(511)에 이격된 다수 개의 통공(미도시)이 원주방향으로 형성되어 상기 공간 내에 진공상태를 유지하도록 한다.

상기 그루브(510)는 진공공간(301) 내의 공기에 의한 열전이 아닌 복사열에 의한 접촉면적을 크게 하여 방열면적을 넓히기 위한 것이다.

또한, 도 11에 나타낸 바와 같이 상기 진공공간(301) 내의 진공압에 따른 변형정도를 보상하면서 열전이를 차단하면서 빠른 냉각효율을 높이도록 상기 구획관(500)의 외주면이 나선형의 요철구조 또는 구획형의 요철구조로 형성되며, 즉 구획관(500)을 기준으로 내측 및 외측에 각각 제1진공층(501a)(501b)이 형성되면서 구획 표면이 나선형의 요철구조 또는 구획형의 요철구조로 형성된다.

상기 구획관(500)의 표면이 구획형의 요철구조로 형성되면 링형태를 가진 요부와 철부의 형상이 연속적으로 구획관(500) 외주면에 형성되는 구조이다.

또한, 도 11에 나타낸 바와 같이 상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크(400b) 내측면 중앙과 진공공간(301) 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크(400a)의 외측면 중앙에 각각 원주방향으로 돌출되어 마주하도록 제1끼움탭(440)과 상기 제1끼움탭(440)이 원주에 비해 큰 원주를 가진 제2끼움탭(450)이 형성되면서 구획관(500)의 두께에 일치하도록 제1끼움탭(440)과 제2끼움탭(450) 사이에 원주형의 끼움홈(460)이 형성되는 진공단열배관(10)을 제공한다.

또한, 도 12에 나타낸 바와 같이 상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크(400b)과 진공공간(301) 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크(400a)가 각각 측면 중앙을 기준으로 외주 및 내주로 갈수록 내폭이 점진적으로 커지는 형태이면서 내측면 및 외측면이 요입된 반구형으로 형성되는 구조를 가지는 진공단열배관(10)을 제공한다.

상기 진공공간(301)의 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크(400b) 그리고 상기 제2열차단디스크(400b)와 마주하는 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크(400a)가 각각 외측면과 내측면이 반구형의 요입된 형태의 원주형으로 형성되며, 이때 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)가 요입된 반구형으로 형성됨으로서 상기 반구형의 면이 열의 접촉면으로서 접촉면의 표면조도로 인한 열 접촉 저항을 줄여주어 냉각효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 진공공간(301) 내의 일측 및 타측에 형성된 제1, 2열차단디스크(400a)(400b) 모두가 상술한 반구형의 열 접촉면의 형태와 동일한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상술한 내관(100) 또는 단열관(200)과 진공외관(300a) 사이의 진공공간(301)을 구획하여 제2진공층(303)과 단열층(304)을 구획 및 분리 형성됨으로서 진공외관(300a)을 통한 복사열을 차단과 동시에 제2진공층(303)에 의한 열전이의 온도차를 차단할 뿐만 아니라 단열층(304)에 의해 단열성능을 극대화하도록 다음과 같은 구조를 가진다.

도 13과 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 진공포트(302)가 마련된 진공외관(300a)과 상기 진공외관(300a) 내측에 이격되게 형성된 진공내관(300b)으로 구획되게 형성되며, 상기 진공외관(300a)은 양단이 각각 수직절곡된 제1면(310)과 상기 제1면(310) 단부에 연결되어 수평절곡되면서 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결되는 제2면(320)과 상기 제2면(320) 단부에 연결되어 내측으로 수직절곡된 제3면(330) 및 상기 제3면(330) 단부에 연결되어 수평절곡되어 소정의 길이로 연장되면서 내관(100) 또는 단열관(200) 외주면과의 사이로 결합홈(341)이 형성되는 제4면(340)으로 형성되는 일체의 구조를 가지며,

상기 진공내관(300b)의 양단이 각각 수직절곡된 제5면(350)과 상기 제5면(350)의 단부에 연결되어 수평절곡되면서 제4면(340)의 길이에 대응되는 길이를 가지면서 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 밀착되는 제6면(360)을 형성하며, 그리고 상기 진공내관(300b)의 양단을 제외한 외주면의 외경이 제4면(340)의 외경에 일치하는 형태를 가지며,

상기 진공외관(300a)의 제4면(340)과 진공내관(300b)의 제6면(360) 사이에 링형의 패킹부(600)가 형성되는 구조를 가지는 진공단열배관(10)을 제공한다.

상기 진공외관(300a)의 내측에 원주형의 진공내관(300b)이 이격되게 형성되면서 진공외관(300a)과 진공내관(300b) 사이에 제2진공층(303)이 형성 그리고 진공내관(300b)과 내관(100) 또는 단열관(200) 사이에 단열층(304)이 형성되며, 즉 진공내관(300b) 외곽에 제2진공층(303) 그리고 내관(100) 또는 단열관(200) 외곽에 단열층(304)이 형성되는 구조를 가진다.

상기 진공외관(300a)의 양단이 각각 수직절곡된 제1면(310)과 상기 제1면(310) 단부에 연결되어 수평절곡되면서 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결되는 제2면(320)과 상기 제2면(320) 단부에 연결되어 내측으로 수직절곡된 제3면(330) 및 상기 제3면(330) 단부에 연결되어 수평절곡되어 소정의 길이로 연장되면서 내관(100) 또는 단열관(200) 외주면과의 사이로 결합홈(341)이 형성되는 제4면(340)으로 형성되는 일체의 연결구조가 원호형으로 형성되며, 상기 제2면(320)의 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결되어 진공외관(300a)과 내관(100) 사이 또는 진공외관(300a)과 단열관(200) 사이의 공간이 밀폐된 구조를 가진다.

그리고, 상기 진공내관(300b)의 양단이 각각 수직절곡된 제5면(350)과 상기 제5면(350)의 단부에 연결되어 수평절곡되면서 제4면(340)의 길이에 대응되는 길이를 가지면서 결합홈(341) 내측에 위치하여 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 밀착되는 제6면(360)을 형성하는 일체의 연결구조가 원호형으로 형성되며, 그리고 상기 진공내관(300b)의 양단을 제외한 외주면의 외경이 제4면(340)의 외경에 일치하는 형태를 가진다.

그리고, 상기 패킹부(600)는 링형태로서 진공외관(300a)의 제4면(340)과 진공내관(300b)의 제6면(360) 사이인 결합홈(341)에 배치되어 외주면이 진공외관(300a)의 제4면(340)을 밀착 그리고 내주면이 진공내관(300b)의 제6면(360)을 밀착하게 된다.

이에, 상기 진공외관(300a)에 마련된 진공포트(302)에 의해 제2진공층(303)을 진공상태로 유지하게 되며, 이때 제2진공층(303)의 진공압에 의해 진공내관(300b)이 제2진공층(303)으로 이동되면서 패킹부(600)를 압박하여 제2진공층(303)의 진공상태를 지속 유지됨과 아울러 단열층(304)에는 일전한 온도를 유지하는 공기층이 형성된다.

또한, 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 진공외관(300a)의 외주면이 양측으로 이음 연결되어 일측의 제1면(310)이 상술한 제2통공(410b)이 형성된 제2열차단디스크(400b)가 되며, 타측이 제1면(310)은 제1통공(410a)이 형성된 제1열차단디스크(400a)가 되면서 상기 제2열차단디스크(400b) 측부 그리고 제1열차단디스크(400a) 측부에 각각 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)가 각각 형성되며, 이때 측부에 형성된 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)가 상기 제1면(310)으로서 상기 제1면(310)에 제2, 3, 4면(320)(330)(340)이 일체로 연결되게 된다.

이러한 제1면(310)인 제1, 2열차단디스크(400a)(400b)에 제2, 3, 4면(320)(330)(340)이 연결된 연결단위가 진공외관(300a) 내에 반복적으로 배치되면서 상술한 진공외관(300a)과의 동일한 결합구조로 결합되는 진공내관(300b)이 설치되어 내관(100)의 길이방향에 대응되는 진공내관(300b)의 길이방향으로 상술한 진공외관(300a)과 진공내관(300b)의 결합구조가 이격되게 반복적으로 배열되는 구조를 가진다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

진공단열배관 10 내관 100 단열관 200
단열공간 201 공간유지체 210 수평부 211
밀착부 212 제1공간부 213 진공외관 300a
진공내관 300b 진공공간 301 진공포트 302
제2진공층 303 단열층 304 제1면 310
제2면 320 제3면 330 제4면 340
결합홈 341 제5면 350 제6면 360
제1열차단디스크 400a 제2열차단디스크 400b 히트싱크부 400c
공유공간 401 제3통공 404 제1통공 410a
제2통공 410b 유로공 420 방열핀 430
제1끼움탭 440 제2끼움탭 450 끼움홈 460
제1수직면 470 제2수평면 480 제2수직면 490
구획관 500 제1진공층 501a, 501b 그루브 510
경사면 511 제2수평면 512 제2공간부 513
패킹부 600

Claims

극저온 유체를 이송하기 위한 내관(100);과,
상기 내관(100)의 외곽에 배치되어 상기 내관(100)과의 사이에 진공공간(301)을 형성하면서 외주면 일면에 돌출된 진공포트(302)가 형성되는 진공외관(300a);과,
상기 진공외관(300a)의 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 양측에 원호형으로 배치되며, 내주면이 내관(100)의 외주면에 연결 그리고 외주면이 진공외관(300a) 내주면에 연결되는 제1열차단디스크(400a); 및,
상기 제1열차단디스크(400a)의 일측으로 근접하게 배치되면서 사이에 공유공간(401)이 형성되며, 내주면이 내관(100)의 외주면에 연결 그리고 외주면이 진공외관(300a) 내주면에 연결되는 제2열차단디스크(400b);로 구성되며,
상기 제2열차단디스크(400b)에 마주하는 제1열차단디스크(400a)의 일측면 바깥쪽 원주방향으로 이격된 다수 개의 제1통공(410a)이 관통 형성되며, 상기 제1열차단디스크(400a)에 마주하는 제2열차단디스크(400b)의 일측면 안쪽 원주방향으로 이격된 다수 개의 제2통공(410b)이 관통 형성되고,
상기 제1열차단디스크(400a)와 제2열차단디스크(400b)의 설치단위가 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 양측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.
제1항에 있어서,
상기 내관(100)과 진공외관(300a) 사이에 배치되어 상기 내관(100)과의 사이에 단열공간(201) 그리고 진공외관(300a)의 사이에 진공공간(301)이 형성하는 단열관(200)이 더 포함되며, 이때, 상기 제1열차단디스크(400a)의 내주면과 제2열차단디스크(400b)의 내주면이 내관(100)의 외주면이 아닌 단열관(200)의 외주면에 연결되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결된 제1열차단디스크(400a)의 내주면이 원주방향으로 반복적인 요철형태 또는 진공외관(300a)의 내주면에 연결된 제1열차단디스크(400a)의 외주면이 원주방향으로 반복적인 요철형태로 형성되며,
이때 요부는 유로공(420)이면서 철부는 방열핀(430)으로서 철부인 방열핀(430)의 단부가 단열관(200) 외주 또는 진공외관(300a) 외주에 연결되는 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.
제3항에 있어서,
상기 방열핀(430)의 길이에 대응되도록 방열핀(430) 양측으로 돌출된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내의 양측 또는 어느 하나의 일측에 마련되어 외주면이 진공외관(300a)의 내주면에 연결되는 원호형의 제1수직면(470)과, 상기 제1수직면(470) 내주면에 일측 외주단이 절곡 연결되어 외측으로 수평 연장되는 원호형의 제1수평면(480) 및 상기 제1수평면(480)의 타측 외주단에 내주면이 절곡 연결되면서 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결되는 제2수직면(490)으로 구성되는 일체의 히트싱크부(400c)가 더 포함되며,
상기 진공공간(301) 양측에 히트싱크부(400c)가 배치시 상호 좌우 대칭으로 형성되며, 그리고, 상기 제1수직면(470) 중앙, 제1수평면(480) 중앙 및 제2수직면(490) 중앙에 각각 관통된 복수 개의 제3통공(404)이 이격되게 원호형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크(400b) 내측면 중앙과 진공공간(301) 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크(400a)의 외측면 중앙을 상호 원주형으로 연결하여 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주와 진공외관(300a) 내주 사이에 등간격의 제1진공층(501a)(501b)이 형성되도록 구획관(500)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.
제6항에 있어서,
상기 구획관(500)의 외주 일면에 상호 좌우 대칭으로 경사지게 경사면(511)을 형성하도록 절곡되어 내측에 제2공간부(513)를 형성하면서 경사면(511) 양단을 연결하는 제2수평면(512)의 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결되는 그루브(510)가 형성되고,
상기 그루브(510)가 구획관(500) 외주면에 등간격으로 형성되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.
제5항에 있어서,
상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크(400b) 내측면 중앙과 진공공간(301) 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크(400a)의 외측면 중앙에 각각 원주방향으로 돌출되어 마주하도록 제1끼움탭(440)과 상기 제1끼움탭(440)이 원주에 비해 큰 원주를 가진 제2끼움탭(450)이 형성되면서 구획관(500)의 두께에 일치하도록 제1끼움탭(440)과 제2끼움탭(450) 사이에 원주형의 끼움홈(460)이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 진공포트(302)를 기준으로 진공공간(301) 내부 일측에 형성된 제2열차단디스크(400b)과 진공공간(301) 내부 타측에 형성된 제1열차단디스크(400a)가 각각 측면 중앙을 기준으로 외주 및 내주로 갈수록 내폭이 점진적으로 커지는 형태이면서 내측면 및 외측면이 요입된 반구형으로 형성되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 진공포트(302)가 마련된 진공외관(300a)과 상기 진공외관(300a) 내측에 이격되게 형성된 진공내관(300b)으로 구획되게 형성되며, 상기 진공외관(300a)은 양단이 각각 수직 절곡된 제1면(310)과 상기 제1면(310) 단부에 연결되어 수평 절곡되면서 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 연결되는 제2면(320)과 상기 제2면(320) 단부에 연결되어 내측으로 수직 절곡된 제3면(330) 및 상기 제3면(330) 단부에 연결되어 수평 절곡되어 소정의 길이로 연장되면서 내관(100) 또는 단열관(200) 외주면과의 사이로 결합홈(341)이 형성되는 제4면(340)으로 형성되는 일체의 구조를 가지며,
상기 진공내관(300b)의 양단이 각각 수직 절곡된 제5면(350)과 상기 제5면(350)의 단부에 연결되어 수평 절곡되면서 제4면(340)의 길이에 대응되는 길이를 가지면서 내주면이 내관(100) 또는 단열관(200)의 외주면에 밀착되는 제6면(360)을 형성하며, 그리고 상기 진공내관(300b)의 양단을 제외한 외주면의 외경이 제4면(340)의 외경에 일치하는 형태를 가지며,
상기 진공외관(300a)의 제4면(340)과 진공내관(300b)의 제6면(360) 사이에 링형의 패킹부(600)가 형성되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 진공단열배관.