KR102093189B1 - 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치 - Google Patents

단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치 Download PDF

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Abstract

다층박막이 적층된 연성(flexible) 고온 단열재의 기밀성을 유지하면서 체결을 하여 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열 성능의 저하를 방지하도록 한 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치에 관한 것으로서, 복수의 공간을 형성하고, 복수의 공간에 제1 및 제2 고온 단열재의 단부가 겹쳐지도록 삽입시켜 상기 제1 및 제2 고온 단열재를 고정하는 고정 수단을 포함하여, 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치를 구현한다.

Description

단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치{Fastening device for high-temperature insulation to prevent deterioration of insulation performance}
본 발명은 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치에 관한 것으로, 특히 다층박막이 적층된 연성(flexible) 고온 단열재의 기밀성을 유지하면서 체결을 하여 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열 성능의 저하를 방지하도록 한 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치에 관한 것이다.
일반적으로 알려진 고온 단열재인 세라크울과 같은 울 종류의 단열재는 형상이 솜과 같아 단열을 위한 대상물을 단순히 둘러싸서 단열하는 방식을 사용하고 있다. 단순히 한 종류의 단열 소재를 사용한 일반적인 단열 방식은 단열을 위한 단열재의 소요량 계산은 쉬우나 항상 두께에 대한 문제가 발생한다.
고온 단열재는 여러 종류의 소재가 사용된 적층형 단열재로서, 소재 종류와 적층 방식에 따라 얇은 두께로도 뛰어난 단열성을 얻을 수 있다.
적층형 고온 단열재의 사용처는 저온 냉장고, 냉동창고, 가전제품, 차량, 건축용 자재, 태양열 집열기, 중온수 저장조, 공장의 공정용 열수 시설 등 사용 온도에 따라 다양한 영역으로 구분할 수 있다.
또한, 전력을 생산하는 발전소 중 화력 발전소는 연료를 연소시킨 열을 이용하여 물을 증기로 만들고, 이 증기압을 이용하여 터빈을 돌려 발전을 한다. 물은 증기가 된 후 터빈을 돌리기 위해 고압으로 만들면 고온이 된다. 따라서 발전소는 상온의 물을 사용하는 영역부터 고온 고압의 수증기가 사용되는 영역까지 다양한 온도 대역을 가진 특수한 환경을 가진다. 이에 따라 발전소에는 다양한 온도 대역에 맞는 여러 종류의 단열재를 이용한다.
이러한 고온 단열재를 종단이나 모서리 부분에서 체결할 때, 단열재와 단열재가 연결되는 부분에서 열손실을 최소화하는 것이 매우 중요하다.
단열재를 고정하기 위한 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되었다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 알루미늄 거푸집의 판면에 나사결합되어 상방향으로 돌출되게 설치되는 원통형의 고정 부재, 고정 부재의 상부에 끼워져 고정될 수 있도록 내측 중앙에 끼움 홈이 형성됨과 아울러 고정 부재에 삽입된 단열재의 상부면을 눌러주도록 된 원판형의 고정 캡을 포함하여 단열재 고정장치를 구현한다. 이렇게 구현된 단열재 고정장치는 알루미늄 거푸집에 설치되는 단열재를 간편하게 고정할 수 있고, 단열재 고정장치의 사용이 간편하기 때문에 시공시 작업성 및 생산성을 향상시키게 된다.
대한민국 등록실용신안 등록번호 20-0431161호(2006.11.08. 등록)
그러나 상기와 같은 일반적인 단열재 간의 결합 장치나 종래기술은 고정장치가 단열재를 압박하여 고정하는 형태이므로, 단열 성능을 저해하는 단점이 있었다.
즉, 단열재는 내부의 적층 소재 간에 자연스럽게 간격을 유지하면서 외부에서 들어온 열을 내부 메시를 통해 전달량을 줄이고, 이러한 과정을 거치면서 전도에 의한 열을 상당 부분 감소해야 하는 데, 종래기술은 단열재를 압박하여 고정하는 형태이므로, 최적의 단열 성능을 발휘할 수 없는 단점이 있다.
또한, 일반적인 단열재 간의 결합 장치나 종래기술은 여러 종류의 소재가 사용된 연성의 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열재와 단열재를 결합하는 것이 어려워, 열 손실을 초래하고 이로 인해 최적의 단열 성능을 유지할 수 없는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 다층박막이 적층된 연성(flexible) 고온 단열재의 기밀성을 유지하면서 체결을 하여 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열 성능의 저하를 방지하도록 한 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 제1 체결장치는, 제1 및 제2 고온 단열재를 상호 결합하여 고정 또는 마무리하는 체결장치로서, 소재가 서로 겹치도록 단부에 단차가 형성된 제1 및 제2 고온 단열재; 상기 단차가 형성된 제1 및 제2 고온 단열재의 소재가 서로 겹친 부분을 고정하는 고정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 고정 수단은 상기 소재가 겹쳐진 부분의 일부에 형성된 관통 부분에 볼트와 너트로 이루어진 고정 요소를 결합한 후, 나사 결합방식으로 고온 단열재를 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 제2 체결장치는, 제1 및 제2 고온 단열재의 단부를 상호 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 및 제2 고온 단열재를 고정하는 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고정 수단은 상기 제1 및 제2 고온 단열재의 일부에 각각 형성된 관통 부분에 병렬형 볼트와 너트로 이루어진 고정 요소를 결합한 후, 나사 결합방식으로 고온 단열재를 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 제3 체결장치는, 복수의 공간을 형성하고, 상기 복수의 공간에 제1 및 제2 고온 단열재의 단부가 겹쳐지도록 삽입시켜 상기 제1 및 제2 고온 단열재를 고정하는 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 고정 수단은 판형의 복수의 지지판으로서, 상기 복수의 지지판은 일체형으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기에서 복수의 지지판은 외각에 설치되는 지지판의 크기가 가장 크고, 내측으로 갈수록 점진적으로 크기가 작아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 제4 체결장치는, 단부가 소정 각도로 절단된 제1 및 제2 고온 단열재; 상기 제1 및 제2 고온 단열재의 절단된 부분이 맞물리도록 결합된 부분을 고정하는 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 고정 수단은 상기 제1 및 제2 고온 단열재의 절단된 부분이 맞물린 상태에서 상기 제1 및 제2 고온 단열재의 모서리 부분을 연결 고정하는 체결 가드; 상기 체결 가드에 형성된 체결공에 삽입되어 상기 제1 및 제2 고온 단열재를 고정하는 제1 및 제2 체결 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 제5 체결장치는, 제1 및 제2 고온 단열재를 삽입한 후, 나사 결합을 통해 상기 제1 및 제2 고온 단열재를 고정하는 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 고정 수단은 상기 제1 및 제2 고온 단열재를 삽입하여 고정하기 위한 가이드 부재; 상기 가이드 부재에 제1 및 제2 고온 단열재가 삽입된 상태에서 상기 가이드 부재에 형성된 체결공에 삽입되어 상기 제1 및 제2 고온 단열재를 고정하는 체결 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다층박막이 적층된 연성(flexible) 고온 단열재의 기밀성을 유지하면서 체결을 하여 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열 성능의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 고온 단열재를 고정하는 고정 요소가 제품에 닿지 않으면서 고온 단열재의 형상을 유지할 수 있어, 고온 단열재의 내부의 열이 고정 요소를 통해 전도되는 것을 방지하여 열 손실을 제거하여, 단열 성능 저하를 방지할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 고온 단열재끼리 고정됨으로써, 이웃하는 단열재 사이에 존재하는 열의 이동 경로를 제거하여 열 손실의 최소화로 단열 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제3 실시 예에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치의 단면도,
도 4는 제3 실시 예의 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제4 실시 예에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치의 단면도,
도 6은 제4 실시 예의 사시도,
도 7은 본 발명의 바람직한 제5 실시 예에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치의 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 제2 실시 예 및 제5 실시 예를 실제 제품에 적용한 예시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치의 단면도이다.
도 1a에 도시된 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치는 적층형 고온 단열재의 소재가 서로 겹치도록, 제1 및 제2 고온 단열재(11)(12)의 단부에 각각 단차(14, 15)를 형성한다.
여기서 고온 단열재는 얇은 소재가 적층된 고온 단열재를 의미하며, 플렉시블하다. 고온 단열재는 장착 제품에 접촉되며, 적층형 단열재가 장착되는 제품의 표면 온도에 대응하는 소재로 이루어진 제1 외부 마감층, 상기 제1 외부 마감층의 상부에 적층되며, 상기 제1 외부 마감층으로 유입된 열이 외부로 방출되는 것을 방지하는 열방출 방지층, 상기 열방출 방지층의 상부에 적층되며, 상기 열방출 방지층으로 유입된 열의 전도를 감소시키는 제1 메시, 상기 제1 메시의 상부에 적층되어, 방사율을 높여 복사열을 차폐하는 복사 차폐층, 외부 공기와 접촉되며 최상부에 적층되는 제2 외부 마감층, 상기 제2 외부 마감층과 상기 복사 차폐층 사이에 구비되며, 유입된 열의 전도를 감소시키는 제2 메시가 차례대로 적층되어 형성되는 단열재를 의미한다.
상기 제1 외부 마감층은 상기 제품의 표면 온도보다 녹는점이 높은 섬유 형태의 소재를 이용하는 것이 바람직하고, 상기 제1 외부 마감층은 버미포, 실카포 및 글라스포 중 적어도 어느 하나의 소재를 이용하는 것이 바람직하다. 아울러 상기 열 방출 방지층은 소자 자체의 열 저항이 큰 소재를 사용하며, 세라크울, 글라스울, 하이트린 중 적어도 어느 하나의 소재를 이용할 수 있다. 또한, 상기 복사 차폐층은 흡수율이 낮거나 반사율이 높은 금속 포일을 이용할 수 있다.
온도 대역이 다른 제품에 적용하기 위해, 상기 고온 단열재는 상기 열 방출 방지층과 제1 메시 및 복사 차폐층의 반복되는 적층 횟수를 다르게 하여 적층할 수 있다.
상기와 같이 단차(14, 15)가 형성된 제1 및 제2 고온 단열재(11)(12)의 소재가 서로 겹치도록 한 상태에서, 고정 수단(13)을 이용하여 상기 제1 및 제2 고온 단열재(11)(12)를 고정한다.
예컨대, 상기 고정 수단(13)은 상기 소재가 겹쳐진 부분의 일부에 형성된 관통 부분에 볼트(13a)와 너트(13b)로 이루어진 고정 요소를 이용하여 나사 결합방식으로 제1 및 제2 고온 단열재(11)(12)를 결합한다.
이렇게 적층형 고온 단열재(11, 12) 간을 상호 고정하면, 단차(14)(15) 부분에 의해 기밀성을 유지할 수 있어, 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열 성능의 저하를 방지할 수 있다. 아울러 고온 단열재(11, 12)를 고정하는 고정 요소인 고정 수단(13)이 제품에 닿지 않으면서 고온 단열재(11, 12)의 형상을 유지할 수 있어, 고온 단열재(11, 12)의 내부의 열이 고정 요소(13)를 통해 전도되는 것을 방지하여 열 손실의 제거로 단열 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 1b에 도시된 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치는, 제1 및 제2 고온 단열재(21)(22)의 단부를 상호 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 및 제2 고온 단열재(21)(22)를 고정 수단(23)으로 고정한다.
예컨대, 고정 수단(23)은 상기 제1 및 제2 고온 단열재(21)(22)의 일부에 각각 형성된 관통 부분에 병렬형 볼트(23a)와 너트(23b)로 이루어진 고정 요소를 이용하여 나사 결합방식으로 제1 및 제2 고온 단열재(21)(22)를 결합한다.
이렇게 제1 및 제2 고온 단열재(21, 22) 간을 상호 고정하면, 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열 성능의 저하를 방지할 수 있다. 아울러 제1 및 제2 고온 단열재(21, 22)를 고정하는 고정 요소(23)가 제품에 닿지 않으면서 제1 및 제2 고온 단열재(21, 22)의 형상을 유지할 수 있어, 제1 및 제2 고온 단열재(21, 22)의 내부의 열이 고정 요소(23)를 통해 전도되는 것을 방지하여 열 손실의 제거로 단열 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치의 다른 실시 예로서, 복수의 공간(34d, 34e)이 형성된 고정 수단(34)을 이용하여, 제1 및 제2 고온 단열재(31)(32)를 고정하는 방식이다. 상기 복수의 공간(34d, 34e)에 제1 및 제2 고온 단열재(31)(32)의 일부가 겹쳐지도록 삽입시켜 상기 제1 및 제2 고온 단열재(31)(32)를 고정한다.
여기서 고정 수단(34)은 판형의 복수의 지지판(34a, 34b, 34c)으로서, 상기 복수의 지지판(34a, 34b, 34c)은 일체형으로 구성된다. 즉, 복수의 지지판(34a, 34b, 34c)에 공간이 형성되도록 일단만을 결합하여 일체형으로 성형하면, 간단하게 공간이 형성된 고정 수단(34)을 구현할 수 있다. 이때, 복수의 지지판(34a, 34b, 34c)은 외각에 설치되는 지지판(34a)의 크기가 가장 크고, 내측으로 갈수록 점진적으로 크기가 작아지도록 구현하는 것이 바람직하다.
이렇게 제1 및 제2 고온 단열재(31, 32) 간을 상호 고정하면, 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열 성능의 저하를 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치의 또 다른 실시 예로서, 단부가 소정 각도(예를 들어, 45°)로 절단된 제1 및 제2 고온 단열재(41)(42)의 절단된 부분(41a, 42a)이 서로 맞물리도록 결합하고, 고정 수단(50)을 이용하여 상기 제1 및 제2 고온 단열재(41)(42)를 고정한다. 여기서 절단된 부분(41a, 42b)은 사선 방향으로 절단되는 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 고정 수단(50)은 상기 제1 및 제2 고온 단열재(41)(42)의 절단된 부분을 맞물린 상태에서, 체결 가드(51)를 이용하여 제1 및 제2 고온 단열재(41)(42)의 모서리 부분을 연결 고정한다. 이어, 체결 가드(51)로 상기 제1 및 제2 고온 단열재(41)(42)의 모서리 부분을 연결 고정한 상태에서, 체결 가드(51)에 형성된 체결공(53)에 제1 체결 핀(52)을 삽입하고, 체결 가드(51)에 형성된 체결공(54)에 제2 체결 핀(55)을 삽입하여, 상기 제1 및 제2 고온 단열재(41)(42)를 고정한다.
이러한 본 발명에 따르면 고온 단열재의 기밀성을 유지하면서 체결을 하여 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열 성능의 저하를 방지할 수 있으며, 고온 단열재를 고정하는 고정 요소가 제품에 닿지 않으면서 고온 단열재의 형상을 유지할 수 있어, 고온 단열재의 내부의 열이 고정 요소를 통해 전도되는 것을 방지하여 열 손실을 제거하여, 단열 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 고온 단열재끼리 고정됨으로써, 이웃하는 단열재 사이에 존재하는 열의 이동 경로를 제거하여 열 손실의 최소화로 단열 성능이 저하되는 것도 방지할 수 있다.
도 4는 도 3에 따른 고정 수단으로 제1 및 제2 고온 단열재(41)(42)를 고정한 상태의 사시 도이다.
이렇게 단열재끼리 결합한 후 고정함으로써, 이웃하는 단열재 사이에 존재하는 열의 이동 경로를 제거할 수 있어, 열 손실을 최소화할 수 있으며, 이로써 단열 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치의 또 다른 실시 예로서, 단부에 단차(74)(75)가 형성된 제1 및 제2 고온 단열재(61)(62)의 단차(74)(75) 부분이 서로 맞물리도록 결합하고, 고정 수단(70)을 이용하여 상기 제1 및 제2 고온 단열재(61)(62)를 고정한다.
예컨대, 상기 고정 수단(70)은 상기 제1 및 제2 고온 단열재(61)(62)의 단차(74)(75) 부분을 맞물린 상태로 결합한 상태에서, 체결 가드(71)를 이용하여 제1 및 제2 고온 단열재(61)(62)의 모서리를 연결 고정한다. 이어, 체결 가드(71)로 상기 제1 및 제2 고온 단열재(61)(62)의 모서리를 연결 고정한 상태에서, 체결 가드(71)에 형성된 체결공(72)에 제1 체결 핀(72)을 삽입하고, 체결 가드(71)에 형성된 체결공(77)에 제2 체결 핀(73)을 삽입하여, 상기 제1 및 제2 고온 단열재(61)(62)를 고정한다.
도 6은 도 5에 따른 고정 수단으로 제1 및 제2 고온 단열재(61)(62)를 고정한 상태의 사시 도이다.
이렇게 단열재끼리 결합한 후 고정함으로써, 이웃하는 단열재 사이에 존재하는 열의 이동 경로를 제거할 수 있어, 열 손실을 최소화할 수 있으며, 이로써 단열 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치의 또 다른 실시 예로서, 고정 수단(80)에 형성된 가이드 부재(81)에 제1 및 제2 고온 단열재(91)(92)를 삽입한 후, 볼트(82)와 너트(83)로 이루어진 체결 핀을 이용하여 나사 결합 방식으로 상기 제1 및 제2 고온 단열재(91)(92)를 고정하는 방식이다.
예컨대, 상기 고정 수단(80)은 가이드 부재(81)에 형성된 공간에 상기 제1 및 제2 고온 단열재(91)(92)를 각각 분리하여 삽입하고, 이후 가이드 부재(81)에 형성된 구명에 천공장치를 이용하여 구멍을 형성한다. 이후, 구멍에 고정 요소인 볼트(82)를 삽입하고, 너트(83)를 이용하여 나사 결합 방식으로 상기 제1 및 제2 고온 단열재(91)(92)를 고정한다.
도 8은 도 2에 도시된 실시 예와 도 7에 도시된 실시 예를 결합하여, 실제 제품(1)에 적용한 예시이다. 도 8에서 참조부호 2는 제1 고온 단열재를 의미하고, 참조부호 3은 제2 고온 단열재를 의미한다.
이러한 본 발명에 따르면 플렉시블한 고온 단열재의 형상을 유지하면서 단열 성능의 저하를 방지할 수 있다. 아울러 고온 단열재를 고정하는 고정 요소가 제품에 닿지 않으면서 고온 단열재의 형상을 유지할 수 있어, 고온 단열재의 내부의 열이 고정 요소를 통해 전도되는 것을 방지하여 열 손실의 제거로 단열 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 단열재끼리 고정됨으로써, 이웃하는 단열재 사이에 존재하는 열의 이동 경로를 제거할 수 있어, 열 손실을 최소화할 수 있으며, 이로써 단열 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능함은 당해 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 자명하다 할 것이다.
본 발명은 얇은 소재가 적층된 고온 단열재를 열 손실 없이 상호 결합하는 기술에 적용할 수 있다.
11, 12, 21, 22, 41, 42, 61, 62, 91, 92: 제1 및 제2 고온 단열재
13, 23, 34, 50, 70, 80: 고정 수단

Claims (3)

  1. 제1 및 제2 고온 단열재(31)(32)를 상호 결합하여 고정 또는 마무리하는 체결장치로서,
    복수의 공간(34d, 34e)을 형성하고, 상기 복수의 공간(34d, 34e)에 상기 제1 및 제2 고온 단열재(31)(32)의 일부가 겹쳐지도록 삽입시켜 상기 제1 및 제2 고온 단열재(31)(32)를 고정하는 고정 수단(34)을 포함하고,
    상기 고정 수단(34)은 판형의 복수의 지지판(34a, 34b, 34c)으로서, 상기 복수의 지지판(34a, 34b, 34c)은 공간이 형성되도록 상하 양단중 일단만을 결합하여 일체형으로 구성되며,
    상기 복수의 지지판(34a, 34b, 34c)은 가장 바깥쪽에 설치되는 지지판(34a)의 크기가 가장 크고, 가장 안쪽에 설치되는 지지판(34c)의 크기가 가장 작으며, 지지판(34b)의 크기는 상기 지지판(34a)의 크기보다는 작고 상기 지지판(34c)의 크기보다는 큰 것을 특징으로 하는 단열 성능저하 방지를 위한 고온 단열재의 체결장치.

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