KR102184357B1 - 보강 파이프 단열을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

각각의 시트에 복수의 빈 공간들을 가지는 절연 재료의 하나 이상의 시트들을 가지는 보강 단열 재료로서, 시트들은 층진 구성으로 서로 동작 가능하게 연결되고, 빈 공간들은 시트들을 층진 또는 샌드위치된 구성에 접착하기 위해 접착제 또는 합성 재료의 삽입을 위한 원통형 또는 직선 통로들을 생성하기 위해 서로 맞물린다. 빈 공간들은 층진 시트들의 형성시 보강된 조립체를 생성하기 위해 재료 또는 다월들의 삽입을 허용하는 원들, 정사각형들, 직사각형들 또는 다른 적절한 형상들을 포함하는 다양한 형상들일 수 있다. 층들은 파이프 또는 재료의 블록을 돌아 반원형상을 포함하는 다양한 형상들로 형성될 수 있다. 마무리된 조립체는 압축력들을 견디고 파이프들 주위에 또는 탱크들 아래에서 놓일 때 단열을 제공한다.

Description

보강 파이프 단열을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR REINFORCED PIPE INSULATION}
이 발명은 단열 파이프들 및 탱크 베이스들(tank bases)에 관한 것이다. 특히, 이 발명은 가요성 보강 재료 및 탱크 베이스들의 단열재에 의해 파이프들을 단열하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
현재, 정제 공장들을 포함하는 여러 산업 응용들에 사용되는 파이프 및 다른 도관은 연속 중첩 패턴(continuous overlapping pattern)으로 단열재를 감아서 단열된다. 단열재가 파이프가 지지되는 위치 가까이로 접근하면, 그것은 파이프 지지체의 부하 지지 특성들(load bearing characteristics)을 유지하기 위해 파이프 지지체 전후에서 정지되고 다시 시작되어야 한다. 파이프가 지지되는 이러한 영역에서, 감긴 단열재는 적당한 단열을 제공하고 적절한 부하 지지 특성들을 유지하기 위해 단열재의 증가된 직경들로 파이프 주위에 위치된다. 이것은 낭비적이고 파이프를 통해 이동하는 유체들 또는 가스들로 인해 파이프 위에 배치되는 스트레스들에 의해 야기되는 파이프들의 이동으로 인한 단열 파괴 및 열 누설이 일어나기 쉬운 절충된(compromised) 단열 영역들을 생성한다. 따라서, 파이프에 대해 또는 다른 길이방향 부재에 대해 낮은 프로파일을 유지하면서 압축력들을 견딜 수 있는 방식으로 가요성 단열 재료를 구성하기 위한 필요성이 존재한다. 또한, 탱크 베이스들을 단열하는 현재의 방법들은 주어진 탱크의 전체 높이를 증가시키는 매우 두꺼운 단열재의 사용을 필요로 한다. 새로운 단열 재료의 사용은 탱크 높이를 감소시켜 탱크를 구축하는데 필요한 재료들을 상당히 절약시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 시트에 복수의 빈 공간들을 가지는 단열 재료의 하나 이상의 시트들로서, 시트들은 층진 구성으로 서로 동작 가능하게 연결되는, 하나 이상의 시트들; 층진 구성 위에 원통형 영역들을 대략 형성하는 메이팅 패턴으로 배향되는 각각의 시트 위의 빈 공간들; 및 시트들을 서로 연결하기 위해 각각의 시트의 빈 공간들에 삽입되는 합성 재료를 가지는, 보강 단열 재료가 제시된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 단열 재료의 복수의 샌드위치된 시트들로서, 각각의 시트는 복수의 빈 공간들을 가지는, 복수의 샌드위치된 시트들; 함께 연결될 때 원통형 빈 공간들을 형성하기 위해 다른 시트들 위의 빈 공간들에 메이팅 패턴으로 배향되는 각각의 시트 위의 빈 공간들; 시트들을 접속하기 위해 각각의 시트의 빈 공간들에 삽입되는 합성 재료를 가지는, 보강 단열 재료가 제시된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 시트에 빈 공간을 가지는 단열 재료의 하나 이상의 시트들로서, 시트들은 서로 동작 가능하게 연결되는, 단열 재료의 하나 이상의 시트들; 함께 접속될 때 3차원 빈 공간을 형성하기 위해 상기 다른 시트들 위의 빈 공간에 메이팅 패턴으로 배향되는 각각의 시트 위의 빈 공간; 및 시트들을 연결하기 위해 각각의 시트의 빈 공간들에 삽입되는 합성 재료를 가지는, 보강 단열 재료가 제시된다.
도면들은 이러한 이 명세서의 일부를 구성하고 다양한 형상들로 구현될 수 있는 본 발명에 대한 예시적인 실시예들을 포함하고, 몇몇 예들에서 본 발명의 여러 양상들은 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 과장되거나 확대될 수 있다는 것이 이해된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 단열 조립체의 분해도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 파이프 단열 조립체의 분해도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 단열 조립체 및 파이프의 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 단열 조립체 및 파이프의 측면도를 나타낸다.
도 5는 도 3의 선 B-B에 따른 단면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 단열 조립체 및 파이프의 단면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 단열 조립체 및 파이프의 측면도를 나타낸다.
도 8은 도 6의 선 A-A에 따른 단면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구멍 패턴 및 단열 섹션의 평면도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 9의 선 A-A에 따른 일련의 샌드위치된 단열 시트들의 측단면도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구멍 패턴 및 단열 섹션의 평면도를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 11의 선 C-C에 따른 일련의 샌드위치된 단열 시트들의 측단면도를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구멍 패턴을 가지는 3개의 샌드위치된 단열 시트들의 사시도를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보강 패턴을 가지는 3개의 샌드위치된 단열 시트들의 사시도를 나타낸다.
도 15는 종래 기술에 따른 3개의 샌드위치된 단열 시트들을 나타낸다.
도 16a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보강 단열재를 생성하는데 사용될 수 있는 몰드(mold)의 측단면도를 나타낸다.
도 16b는 도 16a의 분해도를 나타낸다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프 지지체 및 단열 조립체의 분해도가 도시되어 있다.
하부 크래들(bottom cradle; 15)은 원통형 파이프(18)의 수용을 위해 반원형 형태를 가지는 종래의 파이프 크래들이다. 원통형 파이프(18)는 단열되어야 하고 한편 동시에 단열재는 지지 위치에서 파이프에 가해지는 부하들 및 스트레스들을 견딜 수 있어야 한다.
단열 상측 시트들(13) 및 단열 하측 시트들(14)은 원통형 파이프(18) 주위에 끼워맞추기 위해 반원형 피스들로 구성된다. 단열 상측 시트들(13) 및 단열 하측 시트들(14)은 2개의 별개의 시트들로서 도시되지만 응용에 따라 다수의 시트들 중 어느 하나로 될 수 있다. 단열 상측 시트들(13) 및 단열 하측 시트들(14)은 여전히 일련의 시트들을 통해 공간의 길이방향 직사각형을 유지하면서 적층될 단열 상측 시트들(13) 또는 단열 하측 시트들(14)로 스티프너 재료(stiffener material)가 삽입되는 것을 허용하도록 직선의 빈 공간들의 패턴 또는 블록 스티프너들(17)에 의해 구성된다. 이하에 더 완전히 기재되는 것과 같이, 직사각형 공간들은 이하에 기재되는 것과 같은 다양한 재료들로 구성될 수 있는 스티프너로 충전될 수 있다. 일단 단열 상측 시트들(13)이 적층되고 적절한 보강 재료가 추가되면, 단열 상측 시트들(13)은 원통형 파이프(18)의 절반의 외경을 도는 강성의 반원형 부재를 형성한다.
본 발명의 구조적 단열 삽입물들을 갖는 가요성 시트형 단열재로 구성되는 단열 복합재는 이들 문제들을 해결한다. 열적 성능이 다른 단열재들에 비해 대단히 우수한 가요성 시트형 단열재는 매우 낮은 설계 압축 강도값들을 가진다. 이것은 압축력들을 견디도록 단열재를 필요로 하는 상황들에 적합하지 않은 가요성 시트형 단열재를 제공한다. 가요성 시트형 단열재의 압축 강도값들을 증가시키기 위해 구조적 삽입물들이 단열재에 배치되어야 한다.
도 2를 다시 참조하면, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 파이프 지지체 및 단열 조립체의 분해도가 도시된다. 단열 상측 시트들(23) 및 단열 하측 시트들(24)은 원통형 파이프(28) 주위에 끼워맞추기 위해 반원형 피스들로 구성된다. 단열 상측 시트들(23) 및 단열 하측 시트들(24)이 2개의 별개의 시트들로서 도시되지만 응용에 의존하여 다수의 시트들 중 어느 하나일 수 있다. 단열 상측 시트들(23) 및 단열 하측 시트들(24)은 여전히 일련의 시트들을 통해 공간의 길이방향 원기둥을 유지하면서 단열 상측 시트들(23) 또는 단열 하측 시트들(24) 위의 메이팅 시트들이 적층되도록 허용하기 위해 도 5 및 9에 더 완전하게 도시된 것과 같이 구멍들의 패턴으로 구성된다. 이하에 더 완전히 기재되는 것과 같이, 원통형 공간들은 이하에 기재되는 것과 같이 다양한 재료들로 구성될 수 있는 스티프너로 충전될 수 있다. 일단 단열 상측 시트들(23)이 적층되고 적절한 보강 재료가 추가되면, 단열 상측 시트들(23)은 원통형 파이프(28)의 절반의 외경 주위를 도는 강성의 반원형 부재를 형성한다.
도 1로 돌아가면, 단열 재료의 2개의 반원들이 볼트들(16)을 통해 상부 크래들(12) 및 하부 크래들(15)에 의해 원통형 파이프(18) 주위에 고정되어 부착된다. 임의의 수의 메커니즘들이 예컨대 클램프들, 타이들(ties) 또는 다른 수단이 상부 크래들(12) 및 하부 크래들(15)을 연결하기 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 상부 크래들(12) 및 하부 크래들(15)은 힌지결합측(hinged side)을 갖는 크램쉘 구성(clamshell configuration)으로 될 수 있고 대향측을 연결하기 위해 볼트들 또는 다른 고정 메커니즘을 가진다. 일단 구성되면, 단열 상측 시트들(13) 및 단열 하측 시트들(14)은 상부 크래들(12) 및 하부 크래들(15)과의 접촉점에서 원통형 파이프(18)에 대해 불투과성 서멀층(impermeable thermal layer)을 형성한다. 단열층들, 예컨대 에어로겔계 단열층들을 이용함으로써, 높은 열 단열의 얇은 층들은 상부 크래들(12) 및 하부 크래들(15)에 부가하기 위해 원통형 파이프(18) 주위에 단단한 내부 쉘(stiff internal shell)로 구성될 수 있다. 하나의 시판되고 있는 그와 같은 단열재가 상표명 Cryogel®로 판매되고 있다. 이하에 더 완전히 기재되는 이러한 단열재의 보강(stiffening)은 열적으로 이상 없고(thermally sound) 동작 중 파이프에 가해지는 부하들을 다룰 수 있는 단열층을 생성한다.
유사하게, 하측 단열 시트들(14)은 스티프너의 수용을 위해 구성되고 일단 구성되면 원통형 파이프(18)의 하측 반부 주위에 배치될 수 있다.
도 2에 나타낸 것과 같이, 단열 재료의 2개의 반원들은 볼트들(26)을 통해 상부 크래들(22) 및 하부 크래들(25)에 의해 원통형 파이프(28) 주위에 고정적으로 부착된다. 임의의 수의 메커니즘들 예컨대 클램프들, 타이들 또는 다른 수단이 상부 크래들들(22) 및 하부 크래들(25)을 연결하기 위해 사용될 수 있다. 게다가, 상부 크래들(22) 및 하부 크래들(25)은 힌지결합측을 갖는 크램쉘 구성으로 될 수 있고 대향측을 연결하기 위해 볼트들 또는 다른 고정 메커니즘을 가질 수 있다. 일단 구성되면, 단열 상측 시트들(23) 및 단열 하측 시트들(24)은 상부 크래들(22) 및 하부 크래들(25)과의 접촉점에서 원통형 파이프(28) 주위에 불투과성 서멀층을 형성한다. 단열층들, 예컨대 에어로겔계 단열층들을 사용함으로써, 높은 열 단열의 얇은 층이 상부 크래들(22) 및 하부 크래들(25)에 부가하기 위해 원통형 파이프(28) 주위에 단단한 내부 쉘로 구성된다. 이하에 더 완전히 기재되는 이러한 단열재의 보강은 열적으로 이상 없고 동작 중 파이프에 가해지는 부하들을 다룰 수 있는 단열층을 생성한다.
삽입물들은 위에 기재한 것과 같이 수개의 상이한 방법들을 이용하여 가요성 단열재와 결합될 수 있다. 가장 비용 효율적인 방법들은 가요성 단열재에 자연적으로 접합하는, 경화 공정 동안 팽창 및 경화하는, 가요성 시트형 단열재 내에 형성되는 공동들에 폴리우레탄 폼을 주입하거나 구조적 형상들을 생성하고 이후 삽입물들을 공동들에 접착하는 것처럼 보인다.
상부 크래들(22) 및 하부 크래들(25)은 원통형 파이프(28)에 대한 강성의 단열 커버링을 형성하기 위해 볼트들(26)에 의해 함께 체결된다.
구조적 삽입물들을 갖는 가요성 시트형 단열재는 상이한 형상들로 제조될 수 있다. 2개의 가장 일반적인 형상들은 일정한 반경의 원호(파이프 커버링) 및 납작한 블록이다. 삽입물들의 밀도 및 서로간의 간격은 부하에 의존한다. 부하가 크면 클수록, 삽입물들 사이의 간격이 감소되거나 밀도가 증가되어야 하거나 또는 이들의 결합일 수 있다. 이상적인 복합 구성은 전체 단열 성능에 부정적인 영향을 최소화하기 위해 서로간의 공간의 최대량을 최저 밀도의 삽입물들을 가진다.
도 3은 단열재에 위치된 블록 스티프너들(17)을 갖는 단열 조립체 및 파이프의 측면도를 나타낸다.,
도 4는 파이프 주위에 위치되고 볼트들(16)에 의해 고정되는 하부 크래들(15)에 설치되는 단열 상측 시트들(13) 및 단열 하측 시트들(14)의 측면도를 나타낸다.
도 5는 이전에 기재된 직선 빈 공간들에 위치된 블록 스티프너들(17)을 갖는 완성된 일련의 시트들의 단면도를 나타낸다. 용이하게 알 수 있는 것과 같이, 개개의 시트들은, 각각의 시트는 차례로 차례로 쌓여 배치되기 때문에 증가된 직경을 수용하도록 빈 공간들의 상이한 크기들을 가진다. 이것은 내측 시트보다 외측 시트에 더 많은 양의 스티프너 재료를 초래한다.
도 6에는, 제 2 실시예가 이전에 기재된 원통형 빈 공간들에 위치된 블록 스티프너들(27)을 갖는 완성된 일련의 시트들의 단면도로 도시된다. 용이하게 알 수 있는 것과 같이, 개개의 시트들은 상이한 위치들에 원통형 빈 공간들을 가져서 함께 위치될 때, 이들은 스티프너 재료가 부가될 수 있는 단일의 원통형 튜브를 생성한다. 따라서, 단열 재료의 각각의 시트는 바람직하게는 재료에 천공되거나 절단된 구멍들의 패턴을 가진다. 각각의 재료 시트는 2개 이상의 시트들이 함께 적층될 때 원통형 튜브들을 생성하는 방식으로 구성되는 유사한 구멍들의 패턴을 가진다. 용이하게 알 수 있는 것과 같이, 원통형 파이프와 일치하는 일련의 시트들을 구성하기 위해, 각각의 시트 상의 구멍 패턴은 내측 시트들에 비해 외측 시트들에 대한 더 넓게 이격된 패턴으로 연속해서 행해져야 한다. 이것은 스택에서 내측 시트로부터 외측 시트로 진행하는 시트 재료의 증가된 직경을 고려한다.
도 7은 볼트(26)를 통해 상부 크래들(22) 및 하부 크래들(25)에 의해 고정되는, 파이프 주위에 감긴 단열 상측 시트들(23) 및 단열 하측 시트들(24)의 측면도를 나타낸다.
도 8은 파이프 주위에 부가된 일련의 시트들 및 블록 스티프너들(27)을 가지는 도 6의 A-A에 따른 길이방향 단면도를 나타낸다.
따라서, 구멍 패턴은 벌집형, 직선 또는 오프셋(offset)일 시트들의 그룹으로 변할 수 있지만, 각각의 연속 시트는 스택에서 그 시트 위치에 대해 변경된 곡률 반경을 수용하기 위해 간격이 약간 다를 수 있다.
도 10은 단열 재료가 아래에 단열재를 요구하는 구조 아래에 배치하기 위한 직선 블록으로 구성되는 납작한 블록 실시예의 도 9의 A-A에 따른 측단면도를 나타낸다. 스티프너 재료는 나타낸 것과 같은 하향 압축력들을 견딜 수 있는 강한 반강성 블록을 생성하기 위해 각각의 연속하는 층에 일련의 구멍들에 의해 생성되는 원통형 튜브에 삽입된다. 납작한 또는 실질적으로 납작한 보강 단열재가 요구되는 대안의 실시예들에 있어서, 2개 이상의 단열 시트들의 스택에 배치될 경우 원통형 빈 공간들에 일렬로 정렬되도록 구멍 패턴은 모든 시트에 있어서 실질적으로 동일할 수 있다.
구멍 패턴은 지지되고 있는 탱크 또는 파이프 라인의 표면 부하에 의존하여 변할 수 있다. 더 큰 강도가 필요하면, 구멍 패턴은 더 적은 강도를 필요로 하는 다른 상황들에서보다 더 조밀할 수 있다. 도 9는 형상이 벌집형인 구멍 패턴을 나타내지만, 임의의 다양한 크기들 또는 패턴들이 채택될 수 있고 또한 바람직한 결과를 달성할 수 있다.
도 11은 단열 재료(84)에 직선 또는 블록 빈 공간(87)을 가지는 시트의 평면도를 나타낸다. 일련의 유사한 시트들이 파이프 주위에 환경 구성을 위해 적층되거나 탱크 아래에 사용하기 위한 단일 블록으로 적층될 수 있다.
도 11의 C-C에 따른 측단면도인 도 12에 나타낸 것과 같이, 시트들의 완전 조립된 그룹은 도시된 하향 압축력들에 저항하는 단일 피스를 생성하기 위해 블록 내에 배치되는 스티프너 재료의 고체 블록(solid block)을 가진다. 스티프너 재료는 도시된 하향 압축력을 견딜 수 있는 강한 반강성 블록을 생성하기 위해 각각의 연속층에 일련의 구멍들에 의해 생성되는 원통형 튜브에 삽입된다. 납작한 또는 실질적으로 납작한 보강 단열재가 요구되는 대안의 실시예들에 있어서, 구멍 패턴은 단열재의 2개 이상의 시트들의 스택에 배치될 경우 원통형 빈 공간들에서 일렬로 정렬되도록 모든 시트에 대해 실질적으로 동일할 수 있다. 용이하게 알 수 있는 것과 같이, 원통형 파이프와 일치하는 일련의 시트들을 구성하기 위해, 각각의 시트 위의 구멍 패턴은 내측 시트들에 비해 외측 시트들에 대해 더 넓은 이격 패턴으로 연속해서 이루어져야 한다. 이것은 스택에서 내측 시트로부터 외측 시트로 진행하는 시트 재료의 증가된 직경을 허용한다. 따라서, 구멍 패턴은 도 9에 나타낸 것과 같이, 벌집형, 직선 또는 오프셋인 시트들의 그룹으로 변할 수 있지만, 각각의 연속하는 시트는 스택에서 그 시트의 위치에 대해 변경된 곡률 반경을 수용하기 위해 간격이 약간 다를 수 있다. 납작한 또는 실질적으로 납작한 보강 단열재가 요구되는 대안의 실시예들에 있어서, 구멍 패턴은 단열재의 2개 이상의 시트들의 스택에 배치될 경우 원통형 빈 공간들에서 일렬로 정렬되도록 모든 시트에 대해 실질적으로 동일할 수 있다.
도 13은 보강 재료의 배치를 위해 원통형 구멍들이 천공된 일련의 시트들의 사시도를 나타낸다. 재료가 적용되면, 단열 시트들은 복합 재료 도처에 지지체들과 같은 다월을 갖는 단단한 박스(stiff box)를 형성한다.
도 14는 일련의 시트들을 관통하는 블록 빈 공간들에 의해 유사한 효과를 보인다.
도 15는 단지 서로 위에 쌓여 있는 시트들의 그룹을 갖는 종래 기술을 나타낸다. 종래 기술은 보강 품질을 결여하는 시트들의 약점을 가지며 본 발명의 것과 유사한 단열 품질을 달성하기 위해 보통 많은 수의 시트들이 필요하다.
도 16a 및 16b를 돌아가면, 파이프에 대해 위치될 수 있는 시트들의 원통형 그룹의 하나의 반부를 형성하는데 사용되는 몰드(mold)의 단면도가 도시되어 있다. 베이스(6)는 시트들의 완전한 그룹의 외경에 맞도록 성형되는 반원형 리셉터클을 가진다. 연속 시트들은 원통형 튜브들을 형성하기 위해 구멍들을 일렬로 배열하는 방식으로 몰드 상에서 서로의 상부에 위치된다. 이것은 단열 조립체의 각각의 레벨에 제공된 작은 반경에 맞추기 위해 약간 다른 구멍 패턴을 가지도록 각각의 연속 시트에 대해 앞에서 기재된 것과 같이 필요하다. 일단 시트들이 몰드 상에서 제자리에 있으면, 메이팅 인젝터 블록(mating injector block; 3)은 각각의 원통형 튜브에 대해 일렬로 배열되는 포트들이 단열재의 내층 위에 배치된다. 보강 재료(2)는 인젝터 블록(3) 내측에 배치되고 입력 포트(1)를 통해 가압되고 그 결과 보강 재료(2)는 단열재의 여러 구멍들에 밀어 넣어진다. 단열 시트들이 단부 스톱들(4)에 의해 차단되어 보강 재료는 샌드위치된 시트들 내에 유지된다.
용이하게 이해할 수 있는 것과 같이, 몇몇 바람직한 예들에서, 보강 재료는 시트들을 더 보강하고 이들을 서로 부착하는 시트들 사이에서 흐를 수 있다. 도 16b는 사출 성형 장치의 분해도를 나타낸다.
일단 구멍 또는 블록 패턴이 다른 형상들 또는 2개의 반원형 단열 조립체들 중 하나를 형성하는 시트들의 그룹에 생성되면 스티프너들은 원하는 강성을 생성하기 위해 시트들의 그룹에 부가되어야 한다. 스티프너는 임의의 다양한 재료들일 수 있지만, 바람직하게는, 그것은 일단 경화되면, 필요한 구조적 완전성을 생성하는 원통형 튜브들로의 수지의 주입(injection)이다. 수지는, 그것이 시트들의 그룹에 대해 구멍들의 패턴으로 원통형 빈 공간들에 충전하는 다양한 열가소성 또는 접착형 유동 가능 재료일 수 있다.
바람직한 실시예에서, 열가소성 또는 다른 수지는 파이프의 원하는 직경에 대해 시트들의 상측 그룹 또는 시트들의 하측 그룹을 유지하도록 구성되는 몰드에 주입된다. 일단 시트들이 몰드에 정렬 및 배치되고, 플라스틱, 수지 또는 다른 적합한 경화 재료는 몰드에 주입되고 원통형 빈 공간들을 충전한다. 추가로, 원통형 빈 공간들을 충전하는 것뿐만 아니라, 부가 강성(added rigidity)을 위해 시트들 사이로 재료를 흘리기 위해 충분한 재료를 주입하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 일련의 경화 로드들 또는 실린더들이 조립된 시트들의 곡면 형태의 일부를 형성하는 각각의 시트의 표면 사이 및 위에서 시트들 및 재료 평면을 가로질러 생성된다.
완전히 주입되어 경화된 때, 수개의 시트들은 대상 파이프의 외경에 수직인 일련의 반경방향 스티프너 스포크들, 및 각각의 단열 시트들 사이의 반원형 스티프 시트들(stiff sheets)의 그룹을 가진다. 이것은 파이프 주위에서 크래들에 위치된 경우 단열층들을 가로질러 가해지는 증가된 압축력들을 견딜 수 있는 도 10 및 12에 나타낸 매우 강한 단열층을 생성한다.
대안의 실시예들에 있어서, 스티프너들은 임의의 다양한 재료들로 만들어지는 페그들(pegs) 또는 다월들(dowels)과 같은 개개의 강성 부재들일 수 있다. 각각의 원통형의 빈 공간은 시트들의 보강된 그룹을 생성하기 위해 하나 이상의 이와 같은 페그들 또는 다월들이 충전될 수 있다. 페그들 또는 다월들은 페그들 또는 다월들 주위에 배치되는 접착제들, 열가소성 또는 다른 접착제들에 의해 부착될 수 있고, 열가소성 또는 다른 접착제들이 된다.

Claims (20)

  1. 파이프 또는 탱크를 지지하기 위해 사용될 때, 보강 단열 재료(reinforced insulation material)에 있어서,
    a) 각각의 시트에 복수의 빈 공간들(voids)을 가지는 단열 재료의 복수의 가요성 시트들로서, 상기 시트들은 상기 시트들을 관통하는 메이팅된 빈 공간들을 통해 층진 구성(layered configuration)으로 서로 동작 가능하게 연결되는, 상기 복수의 가요성 시트들;
    b) 상기 층진 구성을 관통하여 실질적으로 원통형 영역들을 형성하는 메이팅 패턴(mating pattern)으로 배향되는 각각의 시트 위의 상기 빈 공간들; 및
    c) 실질적으로 응고되어 상기 시트들을 서로 연결하고, 실질적으로 강성의 일체형 솔리드 바디를 형성하기 위해 각각의 시트의 상기 빈 공간들을 통해 삽입되는 열가소성 유동 가능 재료(thermoplastic flowable material)를 포함하고,
    상기 빈 공간들은 각 시트의 축 방향을 따라 동일한 형상으로 형성되며, 외측 시트에 형성된 빈 공간들은, 상기 시트들이 연결되는 경우 상기 층진 구성을 관통하는 길이 방향의 빈 공간을 형성하기 위하여, 인접한 내측 시트에 비하여 오프셋(offset)되는, 보강 단열 재료.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단열재(insulation)는 에어로겔(aerogel)인, 보강 단열 재료.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 층진 구성은 실질적으로 반원형 부재로 형성되는, 보강 단열 재료.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 층진 구성은 직선 블록(rectilinear block)으로 형성되는, 보강 단열 재료.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 빈 공간들은 실질적으로 직선인, 보강 단열 재료.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 빈 공간들은 실질적으로 원형인, 보강 단열 재료.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 빈 공간들에 삽입되는 보강 로드들(stiffening rods)을 더 포함하는, 보강 단열 재료.
  8. 파이프 또는 탱크를 지지하기 위해 사용될 때, 보강 단열 재료에 있어서,
    a) 단열 재료의 복수의 샌드위치된 시트들로서, 각각의 시트는 복수의 빈 공간들을 가지는, 상기 복수의 샌드위치된 가요성 시트들;
    b) 함께 연결될 때 원통형 빈 공간들을 형성하기 위해 다른 시트들을 관통한 상기 빈 공간들에 메이팅 패턴으로 배향되는 각각의 시트 위의 상기 빈 공간들;
    c) 실질적으로 강성의 일체형 바디를 형성하기 위해 상기 시트들을 접속하여 각각의 시트의 상기 빈 공간들에 삽입되는 다월을 포함하고,
    상기 빈 공간들은 각 시트의 축 방향을 따라 동일한 형상으로 형성되며, 외측 시트에 형성된 빈 공간들은, 상기 시트들이 연결되는 경우 길이 방향의 빈 공간을 형성하기 위하여, 인접한 내측 시트에 비하여 오프셋(offset)되는, 보강 단열 재료.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시트들 사이에 부분적으로 적용되는(applied) 열가소성 유동 가능 재료(thermoplastic flowable material)를 더 포함하는, 보강 단열 재료.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 원통형 빈 공간들에 삽입되는 열가소성 유동 가능 재료(thermoplastic flowable material)를 더 포함하는, 보강 단열 재료.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 시트들 사이에 부분적으로 삽입되는 접착제(adhesive material)를 더 포함하는, 보강 단열 재료.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 일체형 바디는 일반적으로 반원형 배열로 구성되는, 보강 단열 재료.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 샌드위치된 시트들의 적어도 하나의 에지 위에 단부 스톱들을 더 포함하는, 보강 단열 재료.
  14. 제8항에 있어서,
    벌집 모양 패턴으로 각각의 시트 위에 복수의 빈 공간들을 더 포함하는, 보강 단열 재료.
  15. 파이프 또는 탱크를 지지하기 위해 사용될 때, 보강 단열 재료에 있어서,
    a) 각각의 시트에 빈 공간을 가지는 단열 재료의 복수의 가요성 시트들로서, 상기 시트들은 상기 빈 공간에 삽입된 재료를 통해 서로 동작 가능하게 연결되는, 상기 단열 재료의 하나 이상의 시트들;
    b) 함께 접속될 때 3차원 빈 공간을 형성하기 위해 다른 시트들 위의 상기 빈 공간에 메이팅 패턴으로 배향되는 각각의 시트 위의 상기 빈 공간; 및
    c) 일반적으로 압축되지 않는 일체형 바디에서 상기 시트들을 연결하기 위해 실질적으로 응고되는 각각의 시트의 상기 빈 공간들에 삽입되는 열가소성 유동 가능 재료(thermoplastic flowable material)로 이루어진 상기 재료;를 포함하고,
    상기 빈 공간들은 각 시트의 축 방향을 따라 동일한 형상으로 형성되며, 외측 시트에 형성된 빈 공간들은, 상기 시트들이 연결되는 경우 길이 방향의 빈 공간을 형성하기 위하여, 인접한 내측 시트에 비하여 오프셋(offset)되는, 보강 단열 재료.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 시트들 사이에 적용되는 열가소성 재료를 더 포함하는, 보강 단열 재료.
  17. 제15항에 있어서
    상기 3차원 빈 공간은 연결된 상기 시트들의 내측 및 외측면들에서 실질적으로 만곡되어 있는, 보강 단열 재료.
  18. 제15항에 있어서,
    보강 재료의 실질적으로 직사각형 블록을 더 포함하는, 보강 단열 재료.
  19. 제15항에 있어서
    서로에 대해 메이팅 가능하게(matably) 배향되는 상기 시트들에 복수의 빈 공간들을 더 포함하는, 보강 단열 재료.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 시트들은 반원형상으로 구성되는, 보강 단열 재료.
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