KR102197060B1 - 파이프 커버 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 흐르는 유체의 열손실을 최소화하며, 열전도율을 향상시키고, 파이프의 부식을 방지하는 파이프 커버에 관한 것으로, 파이프의 외면에 위치되고, 열전도율이 높은 흑연 재질을 포함하는 제1 레이어 및 제1 레이어의 외면에 위치되고, 단열성을 갖는 질석 재질을 포함하는 커버부를 포함한다.

Description

파이프 커버 및 그 제조 방법{PIPE COVER AND MAUFACTURING METHOD THE SAME}

본 발명은 파이프 커버 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 내부에 흐르는 유체의 열손실을 최소화하며, 열전도율을 향상시키는 파이프 커버 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 발전소, 석유화학 플랜트 등의 산업용 보일러 또는 터빈, 히터에 사용되는 파이프와 같이 고온의 열을 활용하는 배관에서 단열은 매우 중요한 역할을 하며, 특히 발전소, 석유화학 플랜트 등에는 배관을 통해 외부로 방출되는 열을 감소시키는 것이 전력비의 절감으로 생산원가 감소와 바로 직결되기 때문에, 고온의 유체를 이송시키는 배관용 파이프에서 방출되는 열을 감소시키기 위하여 다양한 재질의 단열 파이프 커버가 사용되고 있다.

이러한 종래의 기술로는 대한민국 등록특허 제10-1180775호 등이 있다. 그러나, 상기 등록특허 등의 종래 기술은 대부분 유리섬유 재질로 구성되어 있어, 유리섬유의 수분 흡수율이 좋아 파이프 커버 내부로 물이 유입되거나 습기가 생겨 파이프가 쉽게 부식되며, 장기간 사용이 어렵다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1180775호(2012.09.03. 등록) 실용신안등록 제20-0420370호(2006.06.26. 등록)

본 발명의 기술적 과제는 수분 흡수율이 적어 파이프의 부식을 방지하는 파이프 커버를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 열전도율이 높아 파이프 내부에 이송되는 유체의 열손실을 최소화하기 위한 파이프 커버를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 단열성이 향상된 파이프 커버를 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 파이프의 외면에 위치되고, 열전도율이 높은 흑연 재질을 포함하는 제1 레이어 및 제1 레이어의 외면에 위치되고, 단열성을 갖는 커버부를 포함하는 파이프 커버를 제공한다.

본 발명에 따르면, 단열성 및 보온효과가 높아 파이프 내부의 유체의 온도를 유지할 수 있다.

또한, 파이프 커버 내부로 수분이 흡수되는 것을 방지하여 파이프의 부식을 방지하여 파이프의 사용수명을 증가시킬 수 있다.

또한, 높은 열전도율을 통해 파이프 내부에 이송되는 유체의 온도를 공급 온도와 동일하게 유지시키며 빠르게 전달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상부 및 하부로 분리 및 결합이 가능하여 용이하게 체결하고 교체할 수 있는 효과가 있다.

최종적으로, 파이프를 장기간 사용할 수 있으며, 내부 이송 유체의 온도 및 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 파이프 커버를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 파이프 커버를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예의 파이프 커버를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 파이프 커버 제조 방법을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있어, 이하에서 기재되거나 도면에 도시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예의 파이프 커버를 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 파이프 커버는 파이프(P)의 외주면에 체결될 수 있다. 상세하게, 파이프(P)의 길이방향을 따라 파이프(P)의 외주면을 모두 감쌀 수 있도록 체결되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 파이프 커버는 파이프(P)의 외주면에서 분리가 불가능하도록 체결될 수도 있으나, 상부 및 하부로 분리 결합이 용이하도록 체결되는 것이 바람직하다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 파이프 커버를 실시예에 따라 상세히 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 파이프 커버를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 3 실시예의 파이프 커버를 나타낸 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 파이프 커버는 커버부(300) 및 제 1 레이어(100)를 포함하여 구성될 수 있다.

커버부(300)는 파이프 커버의 가장 바깥면에 위치하여 파이프 커버의 형상을 유지하는 구성으로, 단열성을 갖는 재질을 포함하는 것이 바람직하다. 상세하게, 커버부(300)는 질석을 포함하는 재질 또는 페놀 수지를 포함하는 페놀 보드로 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 질석 재질로 구비되는 경우 가공을 통해 복수의 기공을 포함하는 팽창 질석일 수 있다. 따라서, 커버부(300)는 팽창 질석의 복수의 기공에 의해 단열성이 향상되어, 파이프(P) 내부에 이송되는 유체의 열손실이 최소화될 수 있다. 상세하게, 팽창 질석의 분자구조 사이에 형성된 기공을 통해 단열성이 향상되며, 이로 인해 파이프(P) 내부에 이송되는 유체의 열이 방출되는 것을 방지하여 유체의 온도를 장시간 유지시킬 수 있다. 또한, 질석의 재질 특성상 수분 흡수율이 적어 커버부(300) 내측으로 수분이 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 상세하게, 커버부(300) 내측으로 수분이 흡수되어 파이프(P)의 외면에 수분이 접하는 것을 방지할 수 있어 파이프(P)의 부식을 방지할 수 있다. 한편, 커버부(300)가 페놀 수지를 포함하는 재질로 구비되는 경우 페놀 수지에 경화제 및 발포제를 통해 페놀 보드로 제조되어 적용될 수 있다. 이러한 페놀 보드는 페놀 수지의 특성상 발포체의 크기가 50um(마이크로 미터)의 크기로 형성되어 보다 단열성이 뛰어나다. 또한, 페놀 수지로 구성하는 경우 발화 시 유독가스 발생량이 현저하게 줄어드는 효과가 있다. 상기와 같이 구성하는 경우, 파이프(P)를 외부에 노출시켜 설치하는 경우, 본 발명의 파이프 커버를 체결함으로써 비가 오거나 습기에 노출 시 커버부(300)의 내부로 빗물이나 습기 등이 유입되는 것을 방지하여 파이프(P)의 부식을 방지할 수 있으며, 이로 인해 파이프(P)의 사용 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 커버부(300)가 단단한 질석 재질로 구성됨으로써 파이프 커버의 형상 유지력이 좋으며, 이로 인해 내부의 파이프(P)가 파손되거나 찌그러지는 등의 형상 변화를 방지할 수 있다.

커버부(300)는 상부(310) 및 하부(320)로 조립 결합될 수 있다. 상부 커버부(310) 및 하부 커버부(320)가 각각 파이프(P)의 외주면을 따라 결합 체결된 형상으로, 조립 및 분해가 용이할 수 있다. 각각의 커버부(320)는 끝단이 단턱이 형성되어 끼움방식을 통해 결합될 수 있으며, 일단이 힌지연결되어 타단이 고정결합될 수도 있다. 상술한 상부 커버부(310) 및 하부 커버부(320)의 결합 방식은 실시예일 뿐이며, 각각의 커버부(310, 320)를 결합할 수 있는 형상 및 방법이면 모두 가능할 수 있다.

제1 레이어(100)는 커버부(300)의 내측에 위치되어 파이프(P)내부에 이송되는 유체의 열손실을 방지하고, 온도를 유지시키기 위한 구성으로 열전도율이 높은 재질을 포함하여 구비될 수 있다. 상세하게, 제1 레이어(100)는 흑연(그라파이트, Graphite)을 포함하는 재질로 구비될 수 있다. 따라서, 제1 레이어(100)는 흑연의 판상 결정구조에 의해 수평방향으로의 빠른 열전달이 가능하여, 높은 열전도율로 인해 파이프(P) 내부의 유체의 열손실을 방지할 수 있다. 상세하게, 흑연의 분자구조가 판상 배열로 이루어져 수직방향보가 수평방향의 열전달율이 높은 특성을 가지고 있다. 따라서, 외부로 열이 방출되는 것을 최소화 하면서 유체의 이송과 동시에 수평방향으로 온도 전달이 짧은 시간에 이루어지기 때문에 유체의 이송 에너지가 절감될 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 커버는 단열성이 높은 커버부(300)의 내면에 열전도율이 높은 제1 레이어(100)가 코팅된 형상으로, 파이프(P)의 부식을 방지함과 동시에 내부 이송 유체를 열손실 없이 이송할 수 있는 효과가 있다.

이하, 후술되는 추가 실시예들은 상술한 제 1 실시예에 따른 파이프 커버를 기준으로 구성이 추가되는 실시예로서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 파이프 커버는 상기 제 1 실시예와 같이 커버부(300) 및 제1 레이어(100)를 포함하여 구성될 수 있다. 제 2 실시예에 따른 제1 레이어(100)는 흑연을 포함하는 재질로 구비되되, 희생 금속을 포함할 수 있다. 희생 금속은 다른 금속 재질에 비해 산화가 잘되는 성질을 통해 파이프(P)가 산화되어 부식되는 것을 방지할 수 있다. 희생 금속은 알루미늄(Aluminum) 또는 아연(Zinc)으로 구비될 수 있다. 알루미늄은 재질의 특성상 열전도율이 높은 편이며, 가벼운 재질로 상기 제 1 실시예에서의 제1 레이어(100)의 역할을 수행하기에 더욱 효과가 있다. 즉, 제 2 실시예에 따른 제1 레이어(100)는 흑연과 알루미늄 또는 아연이 일정 비율로 고르게 혼합된 재질일 수도 있으나, 파이프(P)의 부식 방지 효과를 극대화하기 위해서는 흑연 재질에 아연 미세 조각 또는 알루미늄 미세 조각이 포함된 재질로 구성되는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제1 레이어(100)에 흑연 및 알루미늄 이외에 부식 방지액이 더 포함될 수도 있다. 부식 방지액은 부식 반응으로 양성 혹은 음성 반응을 저지하는 작용을 하는 화합물로 이루어진 액체로써, 파이프(P)의 부식을 방지하는 효과가 극대화될 수 있다. 부식 방지액은 아민류, 티오요소, 아질산염, 크롬산염, 인산염, 규산염, 젤라틴 등 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 종래에 판매되는 부식 방지액 중 어느 하나일 수 있다. 부식 방지액은 파이프(P)의 재질에 따라 다른 부식 방지액이 사용될 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 파이프 커버를 상세히 설명하도록 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 파이프 커버는 커버부(300), 제1 레이어(100) 및 제2 레이어(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

커버부(300) 및 제1 레이어(100)는 상술한 제 1 실시예와 동일한 구성으로 생략하도록 한다.

제2 레이어(200)는 제1 레이어(100)의 내측에 위치하여 파이프(P)의 부식을 방지하고, 열손실을 방지하는 구성이다. 상세하게, 제2 레이어(200)는 파이프(P) 및 제1 레이어(100) 사이에 위치하며, 무기질 바인더를 포함하는 재질로 구비되는 것이 바람직하다. 바인더는 주조물을 원하는 모양으로 단단하게 성형할 수 있는 접착제 역할을 하는 것으로 무기질 바인더는 무기질로 이루어진 바인더를 말한다. 보다 상세하게, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제2 레이어(200)는 무기질 바인더를 포함하는 재질이되, 희생 금속이 포함된 무기질 바인더 재질인 것이 바람직하다. 여기서, 희생 금속은 알루미늄 또는 아연으로 구비될 수 있다. 무기질 바인더 재질로 제2 레이어(200)의 형상을 유지시킬 수 있으며, 무기질 바인더에 포함된 알루미늄 또는 아연에 의해 파이프(P)의 부식을 방지할 수 있다. 알루미늄 또는 아연이 산화되면서 다른 재질의 금속으로 이루어진 파이프(P)의 산화를 방지하여 파이프(P)가 부식되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따르면, 파이프 커버가 파이프(P)에 체결된 후, 파이프 커버의 가장 외면인 커버부(300)의 외면에 금속 케이싱을 더 체결하여 커버부(300)가 균열이 생기거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 파이프 커버 제조 방법을 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 커버 제조 방법은 커버부 제조단계(S100), 제1 레이어 코팅단계(S200), 제1 레이어를 가열해 에어셀을 형성하는 단계(S300), 커버부 결속단계(S500) 및 금속 케이싱 결합단계(S600)를 포함한다.

커버부 제조단계(S100)는 복수의 기공을 포함하는 팽창 질석을 주요 재질로하여 상부 커버부(310) 및 하부 커버부(320)를 제조하는 단계이다. 파이프(P)의 크기에 따라 파이프(P)외주면에 체결될 수 있도록 관 형상의 주조틀에 팽창 질석을 넣고 굳힘 과정을 통해 커버부(300)의 형상을 제조한다.

한편 다른 일례로, 상기한 커버부 제조 단계에서 커버부는 팽창 질석을 대신하여 페놀 수지를 포함하는 커버부로 제조될 수 있다. 상세하게, 페놀 수지는 발포제 및 경화제를 통해 제조되어 페놀 보드로 구현될 수 있다.

제1 레이어 코팅단계(S200)는 상기 제조된 커버부(300)의 내면에 제1 레이어를 코팅하는 단계이다. 여기서 제1 레이어는 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 상술한 바와 같이, 흑연만을 포함하는 재질일 수도 있으며, 흑연에 알루미늄, 흑연 또는 부식 방지액이 더 포함된 재질일 수도 있다. 따라서, 제조하는 파이프 커버의 각 실시예에 따라 미리 혼합되어 준비된 제1 레이어의 코팅 용액을 커버부(300)의 내면에 코팅할 수 있다. 이때, 제1 레이어의 코팅 용액에 포함된 흑연은 소성전 흑연으로 고온 처리가 되지 않은 본래의 흑연인 것이 바람직하다.

이후, 제1 레이어를 가열해 에어셀을 형성하는 단계(S300)를 통해 소성전 흑연을 소성하여 팽창시킬 수 있다. 제1 레이어를 가열해 에어셀을 형성하는 단계 (S300)는 커버부(300) 내면에 코팅된 제1 레이어(100)를 가열하여 에어셀을 형성하는 단계로, 제1 레이어(100)의 주요 재질인 소성전 흑연을 가열을 통해 팽창시켜 흑연의 결정구조 사이에 복수의 에어셀이 형성되도록 하는 단계이다. 제1 레이어(100)의 가열을 통해 소성후 팽창 흑연으로 변형시키되, 상기 흑연이 과도하게 팽창하여 제1 레이어(100)가 두꺼워지는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 따라서, 에어셀의 두께가 0.1mm 내지 100mm로 유지되도록 가압하는 것이 바람직하다. 이때 가압은 압축 롤링 방식을 통해 제1 레이어(100)의 전면적의 두께가 일정할 수 있도록 가압하는 것이 바람직하다.

일 실시예에 따라 제1 레이어를 가열해 에어셀을 형성하는 단계(S300)가 완료되면, 파이프 커버가 완성된다.

이후, 커버부 결속단계(S500)를 통해 내면에 제1 레이어(100) 또는 제1 레이어(100)와 제2 레이어(200)가 코팅된 커버부(300)를 파이프(P)의 외면에 결속시킨다. 커버부 결속단계(S500)는 각각 분리된 상부 커버부(310) 및 하부 커버부(320)를 파이프(P) 외면에 결속하는 단계이다. 각각의 상부 커버부(310) 및 하부 커버부(320)는 양 끝단이 결합 가능한 단턱이 형성되어 있거나, 일단이 힌지 연결되며 타단에 체결 고리 등이 형성되어 있어 용이하게 결합할 수 있다. 커버부 결속단계(S500)에서 결속 방법은 제한되지 않으며, 각각의 상부(310) 및 하부(320)의 커버부를 결속할 수 있는 방법이면 모두 적용할 수 있다.

커버부 결속단계(S500)를 통해 파이프(P) 외면에 파이프 커버를 체결한 후, 금속 케이싱 결합단계(S600)를 더 포함할 수 있다. 금속 케이싱 결합단계(S600)는 질석 재질의 커버부(300) 외면에 금속 케이싱을 추가로 결합하는 단계로, 금속 케이싱을 결합함으로써 질석 재질의 커버부(300)에 균열이 생기거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 도 4에서와 같이 제1 레이어를 가열해 에어셀을 형성하는 단계(S300) 이후에 제2 레이어 코팅단계(S400)를 더 포함할 수 있다.

제2 레이어 코팅단계(S400)는 제1 레이어를 가열해 에어셀을 형성하는 단계 (S300)를 통해 소성후 팽창 흑연재질이 포함된 제1 레이어(100)의 내면에 제2 레이어(200)를 코팅하는 단계이다. 여기서, 제2 레이어(200)는 희생 금속을 포함하는 무기질 바인더 재질의 코팅재로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 희생 금속은 아연 또는 알루미늄으로 구비될 수 있다. 즉, 제2 레이어(200)가 더 구비됨으로써, 무기질 바인더에 포함된 희생 금속인 알루미늄 또는 아연에 의해 파이프(P)의 부식을 방지할 수 있다. 상세하게, 제2 레이어(200)의 알루미늄 또는 아연이 산화되면서 다른 재질의 금속으로 이루어진 파이프(P)의 산화를 방지하여 파이프(P)가 부식되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 본 발명은 바람직한 실시 예를 참고하여 설명되었으나 이는 실시 예에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예도 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

P: 파이프
100: 제1 레이어 200: 제2 레이어
300: 커버부
S100: 커버부 제조단계 S200: 제1 레이어 코팅단계
S300: 제1 레이어 가열단계 S400: 제2 레이어 코팅단계
S500: 커버부 결속단계 S600: 금속 케이싱 결합단계

Claims (21)

1. 유체를 이송시키는 파이프 외면에 결합되는 파이프 커버에 관한 것으로,
   상기 파이프의 외면에 위치되고, 판상 결정구조를 갖는 흑연(그라파이트, Graphite)을 포함하는 제1 레이어; 및
   상기 제1 레이어의 외면에 위치되고, 단열성을 갖는 재질을 포함하는 커버부;를 포함하고,
   상기 판상 결정구조를 통해 수평방향으로 열전달을 함으로써 상기 파이프 내부의 유체의 열손실을 방지하며,
   상기 흑연은 가열 및 가압을 통해 0.1mm 내지 100mm 두께의 복수의 에어셀이 형성된 소성후 흑연이고,
   상기 제1 레이어는 희생 금속 및 부식방지액을 더 포함하며,
   상기 커버부는 복수의 기공을 포함하는 팽창 질석 또는 페놀 수지를 포함하고, 상기 기공에 의해 단열성이 향상되어, 상기 파이프 내부에 이송되는 유체의 열손실을 최소화하고,
   상기 파이프 커버는,
   상기 파이프와 상기 제1 레이어의 사이에 무기질 바인더를 포함하는 제2 레이어를 더 구비하고,
   상기 무기질 바인더는 희생 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 커버.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버부는 상부 및 하부로 조립 결합되는 것을 특징으로 하는 파이프 커버.
    
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 희생 금속은 아연(Zinc) 또는 알루미늄(Aluminum)인 것을 특징으로 하는 파이프 커버.
    
13. 복수의 기공을 포함하는 팽창 질석 또는 페놀 수지를 포함하는 단열성을 갖는 재질로 커버부를 제조하는 단계;
    상기 커버부 내면에 소성전 흑연(그라파이트, Graphite) 재질 및 희생 금속을 포함하고, 부식방지액이 더 첨가되는 제1 레이어를 코팅하는 단계;
    상기 제1 레이어의 내면에 희생 금속을 포함하는 무기질 바인더를 포함하는 제2 레이어를 코팅하는 단계;
    상기 제1 레이어를 가열하여 상기 소성전 흑연을 팽창시키되, 가압을 통해 0.1mm 내지 100mm로 두께를 유지시킨 복수의 에어셀이 형성된 소성후 흑연으로 형성하는 단계; 및
    내면에 제1 레이어가 코팅된 상기 커버부를 파이프의 외면에 결속시키는 단계;를 포함하고,
    상기 희생 금속은 아연(Zinc) 또는 알루미늄(Aluminum)인 것을 특징으로 하는 파이프 커버 제조 방법.
    
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