KR20010075339A - 설치 및 제조를 위한 단열 모듈, 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 그의 길이를 따라 연장한 마주하여 세로로 연장한 접촉 표면 및 그의 각 단부에 열 접촉 표면을 구비한 공정 구성 요소를 단열하기 위한 것으로,
(a) 극저온 조건하에 적당한 열 충격 특징을 가진 단열 재료로 구성되고 및 및 단열될 구성 요소의 표면에 근접하고 또는 접촉한 하나의 표면(314d)을 가진 하나 이상의 제 1 내부 단열 층(314)과, (b) 상기 내부 단열 층(314)의 방사상으로 밖으로 향하여 배치된 하나 이상의 제 2 외부 단열 층과, (c) 하나 이상의 수증기 베리어(barrier) 층(319)과, 및 (d) 클래딩(cladding) 층(318)을 구성하는 본 발명은 그의 길이를 따라 연장한 마주하여 세로로 연장한 접촉 표면(390) 및 그의 각 단부에 열 접촉 표면(337, 387)을 구비한 공정 구성 요소를 단열하기 위한 예비 성형품 단열 모듈(310, 320)이다.

Description

설치 및 제조를 위한 단열 모듈, 시스템 및 방법{INSULATION MODULE, SYSTEM AND METHOD FOR INSTALLATION AND MANUFACTURE}
단열의 목적은 잘 공지되었고, 상기는 단열과 주위의 분위기사이에 열 전달 구동력을 감소시키므로써 단열 분위기내에 바람직한 온도에 대한 주위 분위기 조건의 충격을 감소시키기 위한 것이다. 상기 단열 작동은 위치 및 단열 재료 층의 고착을 포함하고, 단열될 구성요소에 관하여 동등하거나 다른 특성으로 될 수 있다. 상기 설비는 구성요소 그러나 다른 구조에 관하여 단열 재료의 포장을 포함하는 것으로, 예를 들면 구성 요소에 부착되고 또는 그렇지 않으면 확보된 패널 구조가 사용될 수 있다.
산업상 관계에서, 구성 요소 단열의 목적물은 상기 구성 요소내의 바람직한 온도를 유지하고, 및 사람의 보호를 포함한다. 따라서 화학 설비, 탱크 및 파이프내에서는 화학 설비로 행해진 공정내에서 효율적인 사용을 위한 제어된 온도 한계내에서 유지되어야 하는 고체, 가스 또는 액체와 같은 재료를 유지하고 또는 이동시킬 수 있다.
상기 목적물의 부착은 가열 및 냉각 비용이 실질적인 것 처럼 화학 설비의 비용 효율성에 직접 관련이 있고 및 단열 구성요소로부터 열 손실 또는 증가를 방지하기 위한 효과적인 단열에 의해 감소될 수 있다.
화학 설비의 단열은 고가의 공정이다. 일반적으로, 상기는 단열 작업을 완성하기 위해 바람직한 형상으로 제조된 위치에 필요한 클래딩 및 단열 재료의 이송내에 설치기를 포함한다. 따라서, 상기 공정은 시간을 소비하고 및 효율적으로 실행될 비용 및 완전하게될 상당량의 유기체 조직을 필요로 한다.
극저온 공정을 위한 적당한 단열 재료의 개발은 특히 어려움을 나타낸다. 종래 사용에 있어서, 예를 들면 가스 공정에 있어서 극저온 설비는 물의 냉각점 아래 온도에서 작동한다. 실제로, 온도는 -140℃ 이하일 수 있다. 따라서, 극저온 설비에서 단열 베리어(barrier)는 적당한 단열 재료의 개발을 매우 어렵게 만드는 높은 열 충격 또는 응력에 영향을 받는다.
일례의 방법에 의해, 단열된 구성 요소의 내부와 외부 환경사이의 온도차는 확장 인자가 외부 일부의 단열물과 마주치고 및 수축 인자가 내부 일부의 단열물에 마주치도록 하기 위해 200℃ 정도일 수 있다.
또한, 상기 단열 베리어는 단열물 수용의 손실 및 가능하게 단열 실패를 포함하는 더욱 심각한 문제를 유발하는 냉각에 대한 물의 유입을 피해야 한다. 모든 상기 문제들은 특별한 단열 기술 및 재료들이 극저온 적용에 요구되고 있음을 의미한다.
다른 단열물 적용에 있어서, 대부분 비용은 다양한 단열 재료들이 적용의 요구 사항을 맞추기 위한 상황하에 제조되어야 하는 것과 같이 설비 작동에 있어서도 직면하게된다.
본 발명은 극저온 적용에 적합한 단열 모듈(insulation module), 구성 요소 단열을 위한 모듈 시스템, 단열 모듈 제조방법, 및 단열 모듈 설치 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시에 따라 이루어진 파이프 길이의 단열을 위해 적당한 미리 형성된 모듈의 측면도이고,
도 2는 본 발명의 첫 번째 실시에 따라서 파이프 부분을 단열하기위해 두개의 반대로 미리 형성된 모듈의 일 단부에 대해 도 3의 선 A-A를 따른 단부 도면이고,
도 3은 본 발명에 따라서 파이프 일부를 단열하기 위한 모듈의 도면이고,
도 4는 도 2 및 3의 두 개의 마주하여 미리 형성된 모듈의 일단부에 대해 도 3의 선 B-B에 따른 단부 도면이고,
도 6은 조리에 앞서 도 5의 모듈에 길이 방향으로 인접한 두 개의 추가로 마주한 모듈의 측부 단면도이고,
도 7은 도 1 내지 4의 모듈을 나타내고 및 그의 원주 및 길이 방향으로 연장한 결합을 나타낸 상부 투시도이고,
도 8은 도 1 내지 7의 모듈로 구성하기 위한 예비 형성품의 외부 단열 층의 단부 도면이고,
도 9는 단부 수축/ 팽창 결합부의 절단을 수반한 도 8의 예비 형성품의 일단부에 대한 단부 도면이고,
도 10은 도 1 내지 7내에 나타내어진 모듈의 내부 수축/팽창 결합부로 설비를 위한 폴리이미드 예비 성형품의 단부 도면이고,
도 11은 조립에 앞서 본 발명의 두 번째 실시에 대한 두 개 모듈의 단부 도면이고,
도 12는 조립에 앞서 본 발명의 세 번째 실시에 대한 두 개 모듈의 단부 도면이다.
본 발명의 목적은 최대 실행 범위를 위해, 비용, 기술 및 안전성의 단점을 피하고, 한편으로 단열 목적을 성취할 수 있는 단열 모듈, 시스템 및 제조를 위한 방법과 설비를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적과 함께, 거기에는 길이를 따라 연장한 마주한 길이방향으로 연장하는 접촉 표면 및 그의 각각에 열 접촉 표면을 가진 공정 구성 요소를 단열하기 위한 미리 형성된 단열 모듈이 제공되는 것으로,
(a) 극저온 조건하에 적당한 열 충격 특징 및 단열될 구성 요소의 표면에 인접한 하나의 표면을 가진 단열 재료로 구성된 하나 이상의 제 1 내부 단열 층,
(b) 상기 내부 단열 층의 외향으로 방사상으로 배치된 하나 이상의 제 2 외부 단열 층,
(c) 하나 이상의 수증기 베리어 층, 및
(d) 클래딩 층을 구성한다.
미리 형성됨은 단열 모듈이 완전한 단열 제품으로써 단열, 공장 위치로 이송되기전 제조됨을 나타낸다. 상기 공장 위치는 설비가 발생되는 위치와 매우 멀리 떨어질 수 있다. 상기 위치에 직접 설치될 수 있는 그러한 모듈의 예비 제조는 상당히 비용을 감소시키고 및 단열 계획의 비용을 감소시킨다.
상기 미리 형성된 모듈은 층의 수를 최소화하는 것이 정확한 제조를 실행할 것이라는 것에 의해 어떠한 바람직한 수의 단열 층 및 어떠한 바람직한 수의 클랭딩 층으로 이루어진다. 각 층은 적용에 적당한 두께와 특징으로 이루어진다.
상기 단열 층은 첫 번째 단열 구성요소에 인접한, 및 대부분 바람직하게 그의 접촉상태에 있는 단열 재료, 이상적으로 유연성을 보유하고 및 극저온 온도에서 부서지지 않은 중합체 포말에 대한 하나 이상의 제 1 내부 단열 층을 포함할 수 있다. 그러한 포말 층은 단열 구성 요소의 열 수축/팽창을 수용하고 및 따라서 극저온에서 적당한 열 충격 특징을 가져야 한다.
제 1층과 같거나 또는 다른 특징의 단열 재료의 추가 제 2 층은 제 1 단열 층으로부터 방사상으로 외향으로 사용될 수 있다. 제 1 층 보다 더 단단한 폴리이소시안유레이트 레진(PIR), 폴리우레탄 또는 가능한 다른 중합체 포말이 그런 추가 층을 위해 사용될 수 있다. 다 섯개 이상의 그런 단열 층이 제공될 수 있고, 세 개 이상이 중합체 포말로 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게, 하나 이상의 단열 층은 구조물을 용이하게 하기 위해 일체로 형성될 수 있다. 예를 들면, 내부 단열 층으로부터 방사상으로 밖으로 배치된 층은 단열 층의 수 감소로 일체화될 수 있다. 일반적으로, 상기 PIR 또는 폴리우레탄 포말 층은 단일층으로 형성될 수 있다.
제 1 층과 제 2 층사이에 설치된 하나 이상의 층은 그의 방사상으로 밖으로 향하여 수증기 베리어를 형성한다. 그러한 층중 하나는 바람직하게 제 2 외부 단열 층의 방사상으로 밖으로 향하여 배치된다. 하나 이상의 수증기 베리어 층은 클래딩과 중합체 포말 단열 층사이에 배치된다. 금속 호일(foil)은 적당한 베리어로써 사용될 수 있다. 다른 방편으로, 마일라(Mylar) 또는 적절하게 평가된 마스티카와 같은 중합체 증기 베리어, 또는 낮은 수증기 전달 속도("WVTR")를 가진 적당한 클래딩이 사용될 수 있다. 상기 수증기 베리어는 유리 섬유 또는 다른 수단에 의해 재강화될 수 있다.
각각의 복 수개의 단열 및 수증기 베리어 층은 적당한 기술에 의해 인접한 단열 층으로 결합된다. 바람직하게, 인접 단열 층은 적당한 부착에 의해 서로 고착될 수 있고, 사용하기위한 기대 온도로 평가된다. 마스티카가 다양한 온도 변화에서 이용될 수 있는 것 처럼, 사용된 마스티카는 상기 온도에서 WVTP 및 온도를 위해 적당하게 선택되어져야 한다. 따라서 다른 마스티카가 요구될 수 있는 것으로, 하나의 마스티카는 외부 단열 층을 부착하기 위해 사용되고 및 다른 마스티카는 내부 단열 층을 부착하기 위해 사용된다.
상기 부착 작업은 만약 적당한 단열 인자 및 수증기 침입의 기피가 성취되도록 한다면, 부착의 균일한 적용이 외부 단열 층의 접촉 표면을 가로지를 필요가 있는 것 처럼 주의 깊에 행해져야 하는 것 중의 하나이다. 상기 요구 사항은 부착의 필수적인 수동 적용일 수 있다. 미리 형성된 모듈의 구축은 모듈의 단열 작업 및 비용 용인성의 특징에 의존될 것이다.
상기 단열 층은 응력 프로파일에 관계하여 제조되어야 한다. 열적 유도 응력이 단열 모듈의 길이방향과 방사상 방향에 존재하고 및 효과적인 단열이 상기를 수용해야 한다. 결국, 내부 수축/팽창 결합이 모듈의 길이를 따라 형성될 수 있고, 및 선택적으로 및 바람직하게, 열 수축/팽창 결합이 열 접촉 표면내 각각의 그의단부에 형성된다.
상기 모듈은 보통 단열 층에서 발생하는 파괴가 없도록 모듈에 인접한 각각의 원주 및 길이 방향 연결을 허용하는 결합이 될 수 있는 연결 수단을 포함한다. 그러한 연결 수단은 길이 방향 및 모듈의 열 접촉 표면에 형성된다. 어떠한 적당한 프로파일, 예를 들면 웨이브 형상의 결합은 절단되고 또는 그렇지 않으면 모듈 층에 대한 어떠한 수로 형성된다. 상기 결합은 서로에 관계하여 엇갈리게 할 수 있다. 상기 결합은 설비 동안 마스틱(mastic) 또는 다른 적당한 부착을 사용하여 서로 부착된다. 상기 결합은 인접하도록 의도된 모듈의 결합을 보충하기 위해 설계되었다. 다른 연결 수단은 상기 클래딩 층내에 형성될 수 있다. 금속 밴드와 같은 다른 죔쇠가 인접한 모듈의 연결부로 사용될 수 있다. 상기 수증기 베리어 층은 길이 방향 및 원주 결합을 겹치기 위해 배열된다.
상기 클래딩 층은 모듈중 하나의 제 1 단부에 단열 층을 완곡하게 겹치기 위해 형성될 수 있다. 상기 겹침(overlap) 또는 겹침(lap)부는 인접한 모듈의 연결을 허용하기 위해 두들겨 구부러진다. 모듈의 타단에서, 상기 단열 층은 제 1 단부의 단열 층에 보충 설계에서 클래딩 층을 아래에 부분적으로 겹친다. 약간의 모듈은 길이 방향으로 연장하는 겹침부로 형성될 수 있고 및 보충 모듈은 그러한 겹침 부없이 형성된다.
인접하는 단열 모듈은 파이프와 같은 공정 구성 요소의 단열을 위해 서로에 용이한 연결을 성취하기 위해 설계되었고 및 탱크는 많은 모듈의 연결을 포함한다.
단열될 구성요소가 파이프 또는 엘보우 또는 T-결합과 같은 파이프 맞춤인경우에서, 미리 형성된 모듈은 파이프 또는 파이프 맞춤의 일부를 덮는다. 상기 모듈은 파이프 또는 파이프 맞춤의 단열을 완성하기 위해 다른 모듈 또는 일련의 모듈에 연결된다. 편리하게, 상기 예에서 모듈은 모듈이 어떠한 바람직한 원주 범위의 단편 실린더인 것에 의해 단면에서 기하학상 반원통형일 수 있고 또는 부분 원형일 수 있다. 상기는 반 실린더 모듈이 약 20" 직경으로 파이프의 설비를 위해 적당하고, 상기 직경 이상의 모듈은 원주내 실린더의 더 작은 단편을 만들수 있는 것으로 발견되었다. 상기는 파이프 길이의 단열을 위해 두 개 이상의 모듈을 사용하는 것이 더욱 편리함을 발견할 수 있다. 상기는 상기 모듈이 파이프의 단열을 위해 그의 적용에서 제한될 필요가 없고, 선모양으로 될 필요가 없고 및 단면에서 원형 또는 부분 원형이 아닐 수 있는 것으로 이해되어졌다. 탱크와 같은 많은 구성 요소는 기하학적으로 모두 원통형이 될 필요가 없는 적당한 미리 형성된 모듈을 사용하여 단열될 수 있다. 모듈의 설계 부분에서 중요한 요소는 단열될 구성 요소의 기하학, 단열 요구 사항 및 비용이다.
본 발명의 또 다른 추가 양상은 상기에 기술된 것 처럼 단열 재료의 단열 층 을 형성, 클래딩 재료를 형성, 클래딩과 단열 층을 서로 조합, 및 구성 요소 단열을 위해 단열 모듈로 조립하는 등을 구성하는 단열 모듈을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 추가 양상은 상기에 기술된 발명의 미리 형성된 모듈로 구성된 공정 구성요소를 위한 단열 시스템을 제공하는 것으로, 인접한 모듈은 구성 요소를 단열하는 단열 시스템을 형성하기 위해 상기에 기술된 것 처럼 연결 수단에의해 서로 연결된다.
본 발명의 또 다른 추가 양상은 상기에 기술된 것 처럼 미리 형성된 모듈을 제조, 구성 요소, 또는 구성 요소 부분에 미리 형성된 모듈 확보를 구성하는 구성 요소를 단열하는 방법을 제공하고, 및 다른 모듈은 구성 요소 또는 구성 요소의 부분의 단열을 가능하게 하기 위해 구성 요소를 단열한다.
단열을 이루는 미리 형성된 모듈은 하나 이상의 인접한 모듈 및/또는 상기에 기술된 것 처럼 구성 요소 또는 구성 요소의 부분에 연결될 수 있다.
상기 단열 모듈은 단열될 구성 요소에 맞추어지므로써 적소(適所)에 확보된다. 상기 맞춤은 단열 구성요소의 어떠한 열 팽창 및 수축을 고려해야 한다. 모듈은 간섭될 수 있고 또는 그렇지 않으면 서로 맞춰질 수 있다. 상기 연결 수단은 특징에 있어서 기계적 또는 화학적일 수 있지만 환경 및 공장 조건을 고려하여 항구성이 있어야 한다. 예를 들면, 부착과 같은 화학적 연결 수단은 온도 저항, 물 저항 및 작은 누수 또는 처리 재료의 작은 설비 집중에 대한 저항으로 되길 요구하고 있다. 상기 연결 수단은 방수 밀봉을 허용해야 한다. 적당한 밀봉제 및 테이프들이 상기 적용을 위해 사용될 수 있다. 밴드는 단열될 구성 요소에 죔을 실행하기 위해 모듈에 관하여 단단하게 죄어질 수 있다.
상기 본 발명의 양상을 형성하는 설비의 모듈, 시스템 및 방법은 단열을 위해 사용된 방법 및 시스템에 대하여 비용, 효율성 및 안전성 장점을 나타낸다. 또한 단열 모듈은 사용 실패했을 경우 쉽게 대체할 수 있다.
본 발명의 다양한 양상은 첨부된 도면을 참고로 이루어진 그의 바람직한 실시에 대한 다음 기술로부터 더욱 완전하게 이해될 수 있다.
모듈
도 1 내지 7을 참고로, 극저온 적용에서 사용하기 위해 적당한 단열 모듈 (310 및 320)을 나타내었다. 모듈(310 및 320)은 파이프 길이를 단열하기 위해 서로 연결되도록 설계되었고 및 따라서 상기 일을 성취하기 위해 부분 원통형 및 선모양을 이룬다. 상기 부분 원통형 선 모양 기하학은 단지 본 발명의 모듈을 위한 가능한 설계가 아니다. 상기 모듈의 설계는 극저온 단열에서 고질적인 특별한 첼린저(challenge)를 수용한다. 상기 첼린저의 주요부는 단열 구성요소의 내부와 주변 환경사이에 약 200℃ 내지 250℃의 온도차에 의해 유도된 높은 열 응력을 수용할 필요가 있다.
각 모듈(310 및 320)은 극저온 적용을 위해 적당한 열 충격 흡수 층을 형성하고 및 유연한 폴리이미드 포말로부터 형성된 제 1 내부 단열 층(314)을 구비한다. 내부 단열 층(314)은 길이 방향 접촉 표면(315) 및 열 접촉 표면(315a)뿐만 아니라 단열될 파이프를 접촉하기 위한 내부 표면(314d)을 구비한다. 적당한 폴리이미드 포말은 lmi-Tech 코포레이션에 의해 공급된 상표 TA 301 솔리미드(SOLIMIDE)하에 이용될 수 있다. 상기 층(314)은 파이프의 열 팽창/수축을 받는다. 갭(gap)은종래 실행에서 남기는 것과 같이 그러한 팽창/수축을 받기위해 남기지 않는다.
제 2 외부 단열 층(316)은 층 314로부터 방사상 밖으로 향하여 배치되고 및 단열 적용을 위한 폴리우레탄 또는 폴리이소시안우레이트(PIR)과 같은 적당한 중합체 포말로부터 제조된다. 상기 층(316)은 길이 방향으로 연장한 접촉 표면(390) 및 열 접촉 표면(337, 387)으로 형성된다. 표면(390)은 평평한 표면 부(391)로 형성된다.
각 층은 형상에 있어서 부분 원통형, 실질적으로 일반적인 반 원통형이고 및 각 층은 각 모듈(310 및 320)의 세로 축에 관하여 동축으로 배치된다. 각 층(314 및 316)의 수 및 두께는 특별한 단열 적용에 관계한 적당한 엔지니어링 표준에 따라서 선택된다.
또한 수증기 베리어 층(319)은 외부 층(316)으로부터 밖으로 향하여 방사상으로 배치된다. 상기 층(319) 재료는 매우 낮은 수증기 전달 속도(WVTR)를 가져야만 하고 및 알루미늄 호일과 같은 금속 호일, 또는 상표 MYLAR하에 이용할 수 있는 것과 같은 중합체 피막 또는 라미네이트일 수 있다. 상표 이름 포스터(Foster) 60-38 또는 60-39 하에 이용가능한 마스틱은 포스터 10번과 같은 유리 천이 사용될 수 있고(30 밀 건조에서 WVTR 0.08 펌(perm)(0.05 메트릭 펌)), 또한 유리 또는 다른 섬유는 베리어 재료를 위한 강화재로써 사용될 수 있다. 마스틱으로 말하여지는 추가 수증기 베리어 층은 상기를 겹칠 수 있다.
최외부 클래딩 층(318)은 알루미늄 또는 강과 같은 금속 또는 중합체 재료의 형태를 가질 수 있다. 내식성 재료가 바람직하다. 다른 방편으로, 상기 클래딩 층(318)은 등록된 상표 CHARTEK하에 이용가능한, Chartek Inc., 또는 THERMALAG로부터 이용가능한, Thermal Science Inc.로부터 이용 가능한 것과 같은 방화재료로 제조된다. 클래딩 층(318)은 수증기 베리어 층을 형성할 수 있다.
층(314, 316 및 319)은 사용하는데 있어서 마주치는 온도를 위해 적당하게 규정되어야 하는 적합하게 선택된 부착제를 사용하여 바람직하게 어떠한 적당한 방법을 통해 서로 부착되고 또는 결합될 수 있다. 상기 부착제는 바람직하게 수증기 베리어일 수 있다. 따라서, 부착 층은 단열 층 314와 316사이에 배치될 수 있다. 마스틱은 부착 층을 구성할 수 있다. 상기 마스틱의 규정 온도는 -29℃ 내지 +121℃이고 및 적당한 제조는 상표 60-38 포스터 또는 60-39 포스터하에 이용될 수 있다. 적당하게 규정된 부착제를 사용하기 위한 실패는 냉간 취성, 얼음 형성, 엷은 조각 층으로 갈라짐 또는 단열 모듈에 대한 약간의 실패를 초래한다.
포말 단열 층(316)은 모듈(310 및 320)의 길이를 따라 형성된 하나 이상의 적당한 내부 수축/팽창 결합부(370)를 결합한다. 결합부(370)는 적당한 유연한 재료 부분 원형, 실질적으로 반원으로 채워진 부분 원통형 리세스(recess)의 형태, 및 모듈(310 및 320)의 단열 층(316)의 팽창/수축을 수용하기 위해 상기에 기술되고, 설계되고 및 배열된 것 처럼 폴리이미드 포말과 같은 예비 성형 부품(372)을 가질 수 있다. 부품(372)은 결합부(370)의 홈을 깔끔하게 맞춘다. 대부분의 수축 인자가 단열 모듈(310) 표면에서 구성 요소 표면까지 거리의 약 3분의 1로 내부를 향하여 관찰되는 것 처럼, 상기 수축/팽창 결합부(370)는 표면에 대하여 연장할 필요가 없다. 상기는 적당하게 설치된 말단부(371)에서 끝난다. 또한 수축/팽창 결합부(334, 335 및 380)는 말단 접촉 표면(337 및 387)내 모듈(310 및 320)의 각 단부에 형성될 수 있다.
모듈(310 및 320)은 길이방향으로 배치된 모듈(310, 320)뿐만 아니라 인접한 방사상으로 배치된 모듈(310 및 320)의 적당한 안전한 연결을 각각 허용하기 위해 설계된 보충적인 길이 방향 결합부(340, 342) 및 보충적인 원주 결합부(330, 334)로 제조된다(도 6에 나타낸 것 처럼). 많은 결합 기술이 사용될 수 있다.
피크(peak)(342)가 관통(340)부에 맞춰지므로 확보되는 피크(342)/관통(340)의 만곡한 표면을 가진 보충적인 세로 프로파일 결합부는 도 9에서 모듈(310 및 320)의 단부(387)를 위해 종래에 나타내어진 것 처럼 모듈의 세로 연장 접촉 표면 (390)으로 절단된다. 다른 프로파일이 사용될 수 있다.
단열 모듈(310 및 320)의 각 단부에서, 단열 층(314 및 316)은 도 1 내지 7에서 나타낸 것 처럼 열 접촉 표면(337 및 387)으로 절단된 원주 결합부(330, 334)로 제조된다. 하나의 첫 번째 단부에서, 원주 부 그루브(335 및 380)는 텅(tongue)부(330)를 형성하기 위해 열 접촉 표면(387)으로 절단된다. 타단에서, 원주 부 그루브(334)는 인접 모듈의 텅 부(330)에 대한 보충 연결 수단을 형성하기 위해 열 접촉 표면(337)으로 절단된다(도 5 및 6에 보인 바와 같이). 다른 설계는 가능하다. 각 그러한 원주 결합부는 적당하게 온도 규격화된 부착제, 바람직하게 마스틱을 가진 인접하는 단열 모듈의 보충적인 인접한 단열 층들 사이에 만들어질 양호한 안정한 결합을 허용하기 위한 적당한 설계 및 충분한 영역중의 하나이다.
클래딩 층(318)은 제 1 단부에 단열 층(316)을 겹치기 위해 형성되고, 상기단부에는 텅 부(330)가 형성된다. 단열 층(316)은 단열 층(316)이 노출 부(346)를 가진 타탄에 클래딩 층(318)을 아래에 부분적으로 겹친다. 상기 겹침(322)은 설비에서 세로 인접 모듈(320)의 클래딩 층(318)의 일 단부위로 체결하기 위해 구부려진다(도 6을 보라). 두 개의 모듈(310 및 320)은 그러한 원주 겹침 부(322)를 가진다. 모듈(320)은 부가적으로 세로 연장 겹침부(322)로 형성된다.
일례로 부틸기(butyl) 고무 또는 유사한 특성의 고무와 같은 고무의 유연한 스트립(324)은 단열 층(316)과 겹침(322)사이 결합을 겹치는 모듈(320)의 제 1 단부(387)에 클래딩 부(318)의 내부 표면상에 부착된다. 상기는 이동을 수용하고 및 단부 수축/팽창 결합부의 부품을 형성한다. 설비동안, 스트립(324)은 세로 인접 모듈의 단열 층(316)의 노출 부(346)에 부착된다(도 5의 모듈(320)에 세로로 인접한 도 6의 모듈(320)을 보라).
각 모듈(310 및 320)의 타탄(337)에서, 단열 층(316)은 노출 부(346)를 만드는 클래딩 층(318)을 지나 연장한다. 세로 인접 모듈에 대한 연결로 클래딩 층 (318)은 완성될 것이다. 상기에 관하여, 모듈(320)을 따라 세로로 연장한 겹침 부 (322)는 클래딩 층(318)이 실질적으로 세로 연장 접촉 표면(390)과 동일 높이인 세로로 마주한 모듈(310)의 클래딩 층(318)위로 체결될 수 있다. 비드(bead)(미도시)는 세로 겹침(322)의 구부러진 부분(322a)이 더욱 안전한 연결을 이루기 위해 체결하는 모듈을 따라 적당하게 형성될 수 있다.
조립체에 관하여, 원주 포말 부품(381 및 382)은 제 1 단부에 완전한 수축/팽창 결합을 형성하기 위해 그루브(335 및 380)내에 설치된다. 상기 평평한 부품(381 및 382)은 사용 응력을 수용하기 위해 폴리이미드 포말 또는 다른 적당한 재료로 형성될 수 있다. 타단에서, 원주 포말 부품(336)은 다른 말단 수축/팽창 결합부를 형성하기 위해 그루브(334)내에 설치된다.
본 발명의 다른 실시로, 도 11에서 일례로 나타낸 것 처럼, 상기 단열 층 (316)은 추가 단열 서브(sub) 층으로 분할된다. 모든 그러한 서브 층은 아래에 추가로 기술된 것 처럼 서로 부착될 수 있다. 각 모듈(310 및 320)은 다수 층, 즉 내부 포말 단열 층(314), 외부 포말 단열 층(316 및 316b) 및 클래딩 층(318)을 구비한다. 또한 적당한 재료의 수증기 베리어(319, 321, 323)는(아래에 기술된 것 처럼) 클래딩 층(318)과 포말 단열 층(316b)사이에, 및 각각 포말 단열 층 314, 316a와 316a, 316b사이에 배치된다. 모든 수증기 베리어 층(319, 321, 323)은 매우 낮은 수증기 이동 속도(WVTR)를 가져야 하고 및 상기에 기술된 것 처럼 알루미늄 호일과 같은 금속 호일 또는 중합체 피막 또는 상표 MYLAR로 이용할 수 있는 것과 같은 라미네이트 또는 마스틱으로부터 제조될 수 있다. 유리 천, 포스터 10번 유리 천은 마스틱을 위한 강화재로써 이용될 수 있다. 단열 층(314)은 폴리이미드 포말로 형성될 수 있다.
추가 단열 층(316a 및 316b)은 폴리우레탄 또는 폴리이소시안우레이트 포말과 같은 중합체 포말로부터 제조된다. 각 층은 실질적으로 원통형 및 동축이다. 각 층의 두께는 대략 50mm이고, 정확한 두께는 적당한 엔지니어링 표준에 따라서 선택될 것이다.
각 포말 단열 층(314, 316a, 316b)은 단열 모듈(310 및 320)로 단열된 파이프 부분을 따라 팽창/수축을 수용하기 위해 설계되고 및 배열된 하나 이상의 적당한 수축/팽창 결합부(370)를 결합한다. 상기는 각 수축/팽창 결합부(370)가 서로에 관계하여 세로 및 원주 위치내에 엇갈리게 되어 있음을 인식하여야 할 것이다. 상기 배열은 안전한 결합 및 수증기 침입의 최소 위험을 허용하기 위해 사용되었다.
각 단열 층(314, 316a 및 316b)은 부착과 같은 적당한 기술에 의해 인접한 단열 또는 수증기 베리어 층에 결합된다. 나타내어진 실시에서, 각 층은 마스틱 부착에 의해 그의 인접 층에 결합된다.
단열 및 수증기 베리어 층(323, 316b 및 319)은 -29℃ 내지 +121℃의 온도를 가진 마스틱에 의해 서로 부착되고 및 상표 60-38 포스터 또는 60-39 포스터로 이용할 수 있다.
두 번째 수증기 베리어(323)의 내부에 배치된 층으로써, 314, 316a 및 322는 냉각 온도에 영향을 받고, 냉각 온도 평균을 가진 다른 마스틱 또는 부착제가 사용된다. 적당한 부착제는 상표 60-69 포스터를 이용할 수 있고 및 -190℃ 내지 +120℃의 온도 평균을 가진다. 적당하게 평가된 부착제를 사용하기 위한 실패는 냉간 취성 엷은 층 갈라짐 또는 단열 모듈의 어떠한 실패를 초래한다.
각 포말 단열 층(314, 316a 및 316b)은 도 1 내지 7에 관계하여 상기에 기술된 것 처럼 텅 및 그루브 종류의 두 개의 원주 결합부로 제조된다. 제 1 세로 결합부(362, 364, 366 및 367)는 모듈(320)의 세로 연장 표면(390)위에 형성된다. 보충적인 세로 결합부(361, 363 및 365)는 모듈(310)의 세로 연장 표면(390)위에 형성된다. 상기 세로 결합부는 도 1 내지 10을 참고로하여 기술된 실시와 대조하여 정사각형 계단식 배열을 형성한다. 결합부(361 내지 367), 및 원주 결합부는 도시되지 않은 다른 모듈뿐만 아니라 인접한 모듈(310 및 320)의 적당한 안전한 연결을 허용하기 위해 설계된다. 다수의 결합 기술이 사용될 수 있다. 수증기 베리어 층 (321, 323 및 319)은 각각의 상기 결합부를 겹치기 위해 배열된다.
각 그러한 결합부는 적당하게 온도 규격화된 부착제, 바람직하게 마스티카를 가진 인접하는 단열 모듈의 보충적인 인접한 단열 층들 사이에 만들어질 양호한 안정한 결합을 허용하기 위한 적당한 설계 및 충분한 영역중의 하나이다.
다른 실시에서, 단열 층(314 및 316a)은 열 응력의 수용에 있어서 도움이 되는 실버 호일(silver foil)과 같은 엷은 금속 호일을 그들 사이에 배치할 수 있다.
도 12는 단열 층(316a 및 316b)이 더 큰 두께의 하나의 층(316)으로써 일체로 형성된다. 상기 개입 부착제/수증기 베리어 층(323)은 생략된다. 상기 결합 기술은 도 11을 위해 나타낸 것과 동등하다.
도 1 내지 7, 11 및 12에 참고로하여 기술된 모듈은 베인 하딩 인듀스트리어스 피티 회사 제품 상표 CRYOLAG를 이용할 수 있다.
제조 모듈
단열 모듈(310 및 320) 제조는 도 1 내지 7에서 나타낸 것 처럼 바람직한 모듈을 참고로 아래에 기술될 것이다.
첫 번째, 내부 열 충격 층(314)을 형성하기 위해 반원통 형상의 폴리이미드 예비 성형품을 얻는다. 결합부는 상기내에 형성될 필요는 없다, 폴리이미드는 상기에 기술될 것과 같다. 또한 단열 층(316)을 형성하기 위해 적당한 길이의 PIR 반원예비 성형품이 제조되었다. 상기 예비 성형품(1316)은 도 8에서 나타낸 것 처럼 피크(342)/관통(340) 프로파일을 가진 결합 프로파일을 구비한다. 도 10에서 나타낸 것 처럼 평평한 기하학의 폴리이미드 부(372)는 수축/팽창 결합부(370)를 맞추기 위해 형성된다. 상기는 예비 성형품(1316)의 세로 결합 프로파일을 가진다. 다른 재료들이 사용될 수 있다.
아래에 기술된 것 처럼 형성될 그루브(334, 335 및 380)에 대하여 보충적인 형상 및 크기를 가진 폴리이미드 평평한 원주 절반 부(336, 381 및 382)는 열 수축/팽창 결합부를 위해 준비되었다.
그루브(380 및 335)는 텅(330)을 형성하기 위해 도 8에서 나타낸 바와 같이 예비 성형품(1316)의 일단부(387)를 절단한다. 그 후 텅(330)을 보충하는 적당한 폭 및 깊이의 내부 원주 그루브(334)는 도 8에서 나타낸 각각의 PIR 반원 예비 성형품의 타단으로 절단된다. 폴리이미드 절반 부(381 및 382)에 의해 채워진 도 3에서 나타낸 것 처럼 상기 단부 원주 그루브(335 및 380)는 PIR 예비 성형품(1316)으로 절단된다. 그 후 상기 PIR 예비 성형품(1316)은 조합되고 및 일시적으로 서로 묶여진다.
그 후 각 모듈(310 및 320)의 클래딩 층(318)을 형성하기 위해 시트 금속 클래딩 부가 준비되었다. 하나의 그러한 부는 세로 랩(lap)없이 형성될 수 있고 및 다른 것은 세로로 연장한 랩 세로부(322)로 형성될 수 있다. 랩 없는 피이스는 그의 단부중 하나에 구부러져 있고 및 랩 피이스는 구부러지지 않은 일단부를 남기고 세 개의 측을 따라 구부러진다. 인접한 모듈(310 및 320)의 겹침의 단부를 만드는원주 설비 라인(394)은 구부러지지 않은 단부로부터 미리 설정된 거리로 표시된다. 비드는 원주 랩 부(322a)와 체결하기 위해 상기 라인에 형성될 수 있다. 그 후 상기 부분은 적당한 직경으로 말아진다.
그 후 예를 들면 부틸기 고무와 같은 고무, 또는 다른 적당한 재료(324)의 유연한 재료의 스트립(324)은 절단되고 및 적당한 부착제로 도 1, 5 및 6에서 나타낸 바와 같이 시트 금속부의 내측에 결합된다. 부틸기 고무 스트립(324)의 정확한 위치 및 시트 금속에 적당한 결합은 이동을 수용하고 및 수축/팽창 결합부의 적당한 기능을 위해 필요 불가결하다.
그 후 상기에 기술된 것 처럼 적당하게 평가된 마스틱(수증기 베리어)과 같은 부착제의 처음 코팅은 PIR 예비 성형품(1316)의 표면에 적용된다. 처음 코팅상태에서 젖음은 강화된 수증기 베리어 층을 형성하기 위해 포스터 유리 천 10번의 층을 감쌀 수 있다. 그 후 더 큰 두께의 마스틱에 대한 두 번째 코팅은 천위에 적용된다. 세로 결합부(340, 342)는 마스틱으로 씌워지지 않는다. 마스틱이 여전히 젖음 상태에 있는 동안 PIR 예비 성형품(1316)은 도 1에서 나타낸 바와 같이 노출된 대략적으로 50mm의 임의의 길이를 남기고 클래딩 층(318)을 형성하는 시트 금속으로 덮어 씌워진다. 랩 부분상의 상기 세로 겹침(322)은 동일한 길이를 이룬다. 그 후 조립체는 24 시간 동안 경화된다. 그 후 제조는 실질적으로 완성된다.
상기 관점에서, 폴리이미드 내부 수축/팽창 부(336, 381, 382)는 삽입되고 및 내부 그루브(334, 335 및 380)내로 상기에 기술된 것 처럼 마스틱과 결합된다. 폴리이미드 예비 성형품(314a)은 내부 열 충격 층(314)을 형성하기 위해 상응한PIR 예비 성형품으로 결합된다.
상기 단열 모듈은 길이로 형성되고 및 단열될 어떠한 특별한 구성 요소로 주문되고, 특히 모듈을 위한 다른 적용을 통하여 공정 설비내에 맞추어진 파이프와 같은 특별한 구성 요소를 위해 검토될 수 있다. 모듈의 킷(kit)은 현장에서 또는 공장에서 더 작은 편리한 크기로 길이를 절단하므로써 형성될 수 있다. 그 후 상기 서브 모듈은 설비에 설치하기 위해 이용될 수 있다. 상기는 모듈의 길이 및 수가 비용-위치로 효과적인 이송을 위해 편리해야 하는 것으로 이해되어졌다.
밴드 또는 엘보우의 경우에서, 단열의 적당하게 형상지어진 예비 성형품 요소 및 엘보우를 수용하기 위한 클래딩 재료가 필요한 형상으로 모듈을 절단하는 모듈(310 및 320)과 같이 제조의 동일한 방법으로 얻어졌고 및 조립되었다.
단열 방법
도 1 내지 10을 참고로하여 기술된 것 처럼 모듈을 사용한 파이프 맞춤 또는 파이프를 위한 설치 방법이 다음과 같이 처리되었다. 상기는 단열을 위한 다른 적당한 기술이 가능하고 및 수반된 기술은 제한되도록 의도되지 않은 것으로 관찰되었다.
첫 번째, 아래 절반의 "세로 랩이 아닌" 모듈(310)이 파이프 아래에 맞춰질 수 있다. 그 후 제 1 부착제, 예를 들면 상표 포스터 60-38 또는 60-39를 이용할 수 있는 마스틱은 수증기 베리어 층(319)이 강화된 포스터 10번 유리 천위로 모듈 (310 및 320)의 세로로 연장한 접촉 표면(390)의 단지 표면 부(391)에 적용된다. 상표 포스터 95-50을 이용할 수 있는 것과 같이 결합부 밀폐제, 제 1 마스틱과 동일하거나 또는 다른 온도의 마스틱은 표면(390)에 세로 결합부를 형성하는 만곡한 표면(340, 342)을 따라 적용될 수 있다. 모듈(310)의 폴리이미드 층(314)의 세로로 연장하는 접촉 표면(315)은 밀폐제로 덮어 씌워지지 않았다. 상기는 상부 인접한 모듈(320)의 마주하는 표면(315)을 가진 건식 접촉을 가질 것이다. 부품(372)은 깔끔한 맞춤을 성취하기 위해 각 모듈의 내부 수축/팽창 결합부(370)내부로 삽입된다. 접합이 사용될 수 있다. 그 후 최상부 랩 모듈(320)은 모듈(310)이 파이프를 따라 미끄러지지 않도록 단열에 있어 파괴를 피하기 위해 보충적인 세로로 연장하는 접촉 표면(390 및 391)을 따라 느슨하게 끈끈하게 확보된다. 모듈의 세로 겹침 부(322)는 모듈(310)의 클래딩 층(318)위의 장소에 고정될 수 있다. 결합부는 묶여진다.
그 후 마스틱은 폴리이미드 부품(381 및 382)의 노출 부, 텅(330) 및 설치된 모듈(310 및 320)의 부틸기 고무 스트립(324)의 노출 부(342a)에 적용된다(도 5를 보라). 이전 단계들이 세로 심(seam)이 한쌍의 모듈의 제 1 부분(324a)의 심(375)에 관계하여 엇갈리도록 다음 쌍의 세로로 인접한 모듈(도 6을 보라)을 위해 되풀이되었다. 층(314)의 원주 접촉 표면(315a)를 제외하고 말단 접촉 표면(337) 및 마스틱으로 적당하게 코팅된 노출 부(346)를 가진 모듈 쌍(310/320)(도 6)은 원주 설치 라인(394)이 도착되고 또는 비드가 원주 겹침부(322)와 체결할 때까지 모듈 쌍 (310/320)(도 5)을 향하여 화살표 방향으로 미끄러진다. 상기는 보충적인 결합부 텅(330)과 그루브(334)에서 및 단열에 있어 파괴를 피하기에 앞서 인접한 모듈의 보충적인 말단 접촉 표면(337 및 387)에서 인접 모듈의 부착을 가진 제 1 모듈(320)(도 5)의 부품(381, 382) 및 모듈(320)(도 6)의 압축 부품(336)의 효과를 가진다.
그 후 스테인레스 강 밴드는 단열 베리어가 인접한 단열 모듈의 접촉 표면의 부착을 촉진시키기 위해 파이프에 대하여 적당하게 형성되도록 모듈(310 및 320) (도 5)에 의해 구성된 모듈 쌍에 단단하게 죄어질 수 있다. 상기는 건식 접촉이 바닥 및 상부 모듈의 부품(372)의 접촉 표면에서 뿐만 아니라 모든 인접 모듈의 내부 열 충격 층(314)의 접촉 표면(315, 315a)에서 유지되도록 하기 위한 것으로 기억될 것이다.
그 후 상기 단계는 파이프의 다음 부분의 바닥 절반을 위해 되풀이된다. 맞춤은 이전에 기술된 조립체부근에서 시작된다. 각 경우에서, 다음 모듈 쌍은 상기와 같이 적당하게 준비되었고, 및 원주 설치 라인(394)이 약간의 거리로 폴리이미드 절반 부(381, 382)를 압축하여 도달할 때까지 이전에 맞춰진 모듈을 향하여 미끄러진다. 세로 심(375)은 엇갈리게 되어 있다. 그러한 맞춤 후, 스테인레스 강 밴드는 이전의 모듈 쌍에 단단하게 죄어질 수 있다.
상기 단계는 설치 작업이 완성될 때까지 되풀이된다. 기하학적인 차이를 허용하는 많은 동일한 공정은 파이프보다 다른 구성 요소를 위해 행해진다.
변경 및 변화는 본 발명으로 만들어지고 또는 본 발명의 발표에 의해 기술을 가진 독자에 의해 발표의 고려로 이루어질 수 있다. 변경 및 변화는 본 발명의 범위내에서 고려되어진다.

Claims (13)

  1. 길이를 따라 연장한 마주하여 길이 방향으로 연장하는 접촉 표면 및 그의 각 단부에 열 접촉 표면을 구비하여 공정 구성 요소를 단열하기 위한 것으로,
    (a) 극저온 조건하에 적당한 열 충격 특징을 가진 단열 재료로 구성되고 및 및 단열될 구성 요소의 표면에 근접한 하나의 표면을 가진 하나 이상의 제 1 내부 단열 층과,
    (b) 상기 내부 단열 층의 방사상으로 밖으로 향하여 배치된 하나 이상의 제 2 외부 단열 층과,
    (c) 하나 이상의 수증기 베리어(barrier) 층과, 및
    (d) 클래딩(cladding) 층을 구성하는 것을 특징으로 하는 예비 성형품 단열 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구성 요소를 단열하기 위하여 그러한 모듈 추가 인접부에 상기 모듈을 연결하기 위한 연결 수단을 구성하는 것을 특징으로 하는 예비 성형품 단열 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 상기 모듈의 세로 축에 관계하여 원주로 및 세로로 배치되는 것을 특징으로 하는 예비 성형품 단열 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 원주로 배치된 연결 수단은 열 접촉 표면에 형성되고 및 세로로 배치된 연결 수단은 상기 세로로 연장한 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 예비 성형품 단열 모듈.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 텅(tongue) 및 그루브(groove) 결합이고, 보충적인 결합은 모듈의 각 단부에서 형성되는 것을 특징으로 하는 예비 성형품 단열 모듈.
  6. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 및 외부 단열 층은 다른 열 충격 특징을 가진 단열 재료로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 예비 성형품 단열 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 단열 층은 폴리이미드 포말(polyimide foam)로 형성되고, 하나 이상의 외부 층은 폴리이소시안우레이트 레진(polyisocyanurate resin)을 형성되고 및 상기 제 2 외부 단열 층으로부터 방사상으로 밖으로 향하여 배치된 수증기 베리어 층은 금속 호일, 중합체 필름, 마스틱(mastic) 및 그러한 재료로 강화된 섬유를 구성하는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 예비성형품 단열 모듈.
  8. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈의 길이를 따라 형성되고, 하나 이상의 수축/팽창 결합부를 가지는 것을 특징으로 하는 예비 성형품 단열 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수축/팽창 결합부는 하나 이상의 제 2 외부 단열 층에 형성된 말단 단부를 가진 리세스(recess)인 것을 특징으로 하는 예비 성형품 단열 모듈.
  10. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수축/팽창 결합부는 그의 각 단부에 모듈의 말단 접촉 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 예비 성형품 단열 모듈.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 청구된 것으로써 단열 모듈을 제조하기 위한 방법.
  12. 구성 요소, 또는 구성 요소의 부품에 대한 모듈을 확보하고, 및 다른 모듈은 상기 구성 요소 또는 구성 요소의 부품의 단열을 가능하게 하기 위한 구성 요소를 단열하는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 청구된 것으로써 단열 모듈 제조를 구성하는 공정 구성 요소 단열 방법.
  13. 인접 모듈이 구성 요소를 단열하는 단열 시스템을 형성하기 위해 연결 수단에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 청구된 것으로써 예비 성형된 모듈로 구성된 처리 구성 요소를 단열하기 위한 단열 시스템.
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