KR20060076564A

KR20060076564A - 초저온용 단열패널

Info

Publication number: KR20060076564A
Application number: KR1020040115029A
Authority: KR
Inventors: 변무원
Original assignee: 주식회사 젠트로
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2004-12-29
Publication date: 2006-07-04
Also published as: KR100613164B1

Abstract

공기층의 공기단열공간과 단열재, 단열판 또는, 이들 모두를 구비하여 다중의 단열층을 갖기 때문에 단열성이 극히 우수한 초저온용 단열패널이 제공된다.

본 발명의 초저온용 단열패널은, 수직벽과 상기 수직벽들사이에 제공되어 단열을 가능하게 하는 공기단열공간을 구비하는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성된 패널모재 및, 상기 패널모재의 상,하측에 일체로 형성되면서 공기단열공간을 밀폐시고 이중 단열을 가능하게 하는 단열재를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 액화천연가스(LNG), 액화 헬륨, 액화 질소 등 과 같이 비점이 매우 낮은 상태물질을 저장하는 저장설비(LNG 선박) 등에 사용하는 것이 바람직하며, 특히 공기층의 제 1 단열공간과 단열재 또는 단열판의 제 2 단열층 및 이들 모두를 구비하는 다층의 단열층을 제공하여 단열성이 극히 우수한 것은 물론, 제작이 용이하고 비용도 저렴한 보다 개선된 효과를 얻을 수 있다.

초저온용 단열패널, 단열공기층, 폴리우레탄 발포체, LNG, LNG 선박

Description

초저온용 단열패널{Cryogenic Isulation Panel}

도 1은 종래 초저온용 단열패널을 도시한 개락 사시도

도 2는 종래의 단열패널에 사용되는 유리섬유의 구조를 도시한 개략도

도 3은 도 1의 종래 단열패널을 이용한 LNG 선박의 멤브레인구조를 도시한 개략 사시도

도 4는 종래 단열패널의 사용상태를 도시한 개략도

도 5는 본 발명에 따른 초저온용 단열패널의 패널모재를 도시한 사진

도 6은 본 발명의 단열패널에서 패널모재를 도시한 도 5의 요부 사시도

도 7은 본 발명에 따른 제 1 초저온용 단열패널을 도시한 구조도

도 8은 본 발명의 제 2 초저온용 단열패널의 변형예를 도시한 것으로서,

(a)는 사시도

(b)는 구조도

(c)는 제 2 단열패널의 다른 변형예를 도시한 구조도

도 9는 본 발명에 따른 제 3 초저온용 단열패널을 도시한 것으로서,

(a)는 분해 사시도

(b)는 구조도

도 10은 도 9b의 단열패널을 사용한 예를 도시한 평면도

도 11은 본 발명에 따른 제 4 초저온용 단열패널을 도시한 구조도

도 12는 본 발명에 따른 제 5 초저온용 단열패널을 도시한 것으로서,

(a)는 분해사시도

(b)는 구조도

도 13은 본 발명에 따른 제 6 초저온용 단열패널을 도시한 것으로서,

(a)는 분해 사시도

(b)는 구조도

(c)는 도 13b의 번형예를 도시한 구조도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1a - 1f'..... 본 발명의 초저온용 단열패널들

10.... 단위셀 12.... 수직벽

14.... 공기단열공간 16.... 개구

18.... 수직벽 연결부위 20,20',20a,20b.... 패널모재

30.... 단열재 40,40'.... 단열벽

50.... 단열판 60.... 접착층

본 발명은 초저온용 단열패널에 관한 것이며, 보다 상세히는 액화천연가스 (LNG), 액화 헬륨, 액화 질소 등 과 같이 비점이 매우 낮은 상태물질을 저장하는 저장설비(LNG 선박) 등에 사용하는 것이 바람직하며, 특히 공기층의 제 1 단열공간과 단열재 또는 단열판의 제 2 단열층 및 이들 모두를 구비하는 다층의 단열층을 제공하여 단열성이 극히 우수한 것은 물론, 제작이 용이하고 비용도 저렴한 초저온용 단열패널에 관한 것이다.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG' 라 한다), 액화 헬륨, 액화 질소 등의 비점이 낮은 상온 가스 상태 물질을 액화 저장하는 저장 설비에서는 초저온용 단열패널이 사용된다.

한편, 저장설비의 일예인 LNG 선박은 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -163℃ 의 온도로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색투명한 초저온 액체의 LNG를 저장 운송한다.

즉, 이와 같은 LNG 선박은 근래 주요 에너지자원으로 사용되는 LNG를 생산지로 부터 수요지까지 대량으로 수송하기 위한 것으로, 이와 같은 LNG 선박은 -163℃ 의 초저온에도 견딜 수 있는 탱크를 구비하는 독립형과 맴브레인형으로 나누어 진다.

한편, LNG 선박, 지상의 LNG 저장용 대형 탱크와 같은 저장설비에서는 초저온용 단열패널이 사용되어야 하는데, 이와 같은 초저온용 단열패널은 낮은 열전달율을 갖는 우수한 단열성능이 요구되면서, 동시에 단열패널의 전체적인 측면에서는 물리적강도가 요구된다.

즉, 이와 같은 초저온용 단열패널은, 저장설비의 용기 내,외계간의 온도차에 의해 생기는 구겨짐과 응력에 견디어 균열(crack)이 발생되지 않을 정도의 강도가 구비되어야 하며, 단열패널들간의 적층 시공시 극간이 발생하지 않도록 두께 정밀도도 유지되어야 한다.

한편, 이와 같은 초저온용 단열패널의 재질로 사용되는 것중 대표적인 것은 경질의 폴리우레탄 발포체(foam)인데, 이와 같은 폴리우레탄 발포체는 가장 우수한 저온 단열성능을 가지고 있는 것으로 알려져 있고, 따라서 상온 가스 상태 물질의 액화 저장 설비의 초저온용 단열재로서 주로 사용된다.

즉, 폴리우레탄 발포체(polyurethane foam)은 폴리우레탄이 뼈대인 다공(多孔)제품으로서, 이소시안산염화합물과 글리콜의 반응으로 얻어지는 폴리우레탄을 구성재료로 하고, 구성성분인 이소시안산염과 다리결합제로 쓰는 물과의 반응으로 생기는 이산화탄소와 프레온과 같은 휘발성 용제(溶劑)를 발포제(發泡劑)로 섞어서 만드는 발포제품으로 통상적으로 사용된다.

그런데, 이와 같은 폴리우레탄 발포체는, 발포체의 겉보기 밀도(bulk density)를 비교적 자유롭게 조절할 수 있으며, 현장에서 손쉽게 발포시킬 수 있고, 그 굳기 정도에 따라 초연질(超軟質), 연질(반경질)(半硬質), 경질 등의 여러 굳기를 가지는는데, 특히 경질 발포체는 강성(剛性)이 있고 단열성(斷熱性)과 저온특성이 좋기 때문에 초저온용 단열재로 사용되는 것이다.

한편, 이와 같은 폴리우레탄 폼을 이용한 초저온용 단열재는 저장설비 즉, LNG 선박 등의 저장설비 내,외계의 온도차에 의해 발생되는 구겨짐, 응력에 견딜 수 있는 강도에 대응하기 하여여 유리섬유의 장섬유의 매트를 경질 폴리우레탄 발포체 내에 내재시켜, 유리섬유 강화 경질 폴리우레탄 발포체(R-PUF)를 근래에 주로 사용하고 있다.

이때, 이와 같이 초저온용 단열패널의 재료로 사용되는 유리섬유(glass fiber)는 용융한 유리를 섬유모양으로 한 광물섬유로서 그 특성은, 고온에 견디며, 불에 타지 않고, 흡수성이 없고, 흡습성이 적으며, 화학적 내구성이 있기 때문에 부식하지 않고, 특히 인장강도가 강하며, 신장률이 적고, 전기 절연성이 크며, 내마모성이 적고, 비중은 나일론의 2.2배, 무명의 1.7배이고, 보온,보냉재(保冷材)등에 주로 사용된다.

따라서, 현재에는 LNG 선박 등의 초저온 저장설비의 단열패널로서 유리섬유 함유 경질 폴리우레탄 발포체(이하, 'R-PUF' 또는 단지 발포체라 약칭한다)의 단열재를 적층하여 초저온용 단열패널로 사용하고 있다.

한편, 도 1 내지 도 3에서는 이와 같은 R-PUF를 사용하는 초저온용 단열패널 즉, LNG 선박에 적용한 단열패널을 도시하고 있다.

예를 들어, 도 1에서는 R-PUF를 사용한 단열패널(100)을 도시하고 있고, 도 2에서는 유리섬유체(110) 즉, 유리섬유(112)사이에 알루미늄 호일(114)을 접착제 (116)로서 접착시킨 유리섬유체(110)를 도시하고 있다.

즉, 도 1의 단열패널(100)은 도 2의 유리섬유체(110)을 포함하는 R-PUF를 발포-가공-접착-프레싱 등의 공정을 거쳐 생산한 것이다.

한편, 도 3에서는 이와 같은 R-PUF를 이용한 단열패널(100)로서 초저온 저장설비 즉, LNG 선박의 멤브레인을 구성하는 것을 개략 사시도로 도시하고 있다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 저장설비인 LNG 선박의 멤브레인 외피 (hull)(120)에 여러개의 단열패널(100)들을 적층 배치하고, 단열패널(100)의 외피부분(100a)에는 저장 운송되는 LNG 와 직접 접촉하여 극저온에 의한 수축응력과 충격을 견디는 벽체(primary barrier)인 스테인레스 멤브레인(130)이 장착되고, 이들 단열패널(100)은 R-PUF를 감싸는 틀부(flat panel)(100b)가 제공되고, 이 틀부는 조인트등으로 연결 고정되어 있다.

그러나, 지금까지 알려진 대부분의 종래 초저온용 단열패널들은 R-PUF를 기본모재로 하여 패널을 구성하고, 이를 초저온 저장설비에 시공한 것으로서, 단열성은 어느정도 충족시키나, 유리섬유를 포함한다 해도 실질적인 저온설비의 내,외계의 온도차에 의한 구겨짐과 충격응력등에 의한 형태유지가 여러운 것이다.

예를 들어, 도 4에서 개략적으로 도시한 바와 같이, 저장설비 예를 들어, LNG 선박의 멤브레인 외피(120)와 스테인레스 멤브레인(130)사이의 P-RUF를 이용한 단열패널 (100)이 적층된 지금까지의 구조에서는, LNG가 초저온인 -163℃ 의 온도로 저장되기 위하여는 상당한 압력(화살표)이 가해지고, 이때 스테인레스 멤브레인 (130)이 상당한 고압의 내압을 받으면 단열패널(100)이 눌려지고, 결국 외피(120)와의 간격(D)이 감소되면서 열전달에 의한 정상적인 보냉이 이루어 지지 않는 것이다.

또한, R-PUF를 이용하는 지금까지의 초저온용 단열패널은 생산비용이 고비용 이었다.

한편, 서로 다른 온도영역사이에 공기층의 단열공간을 형성시키어 열전달을 차단하는 것이 단열효과가 가장 큰 것은 주지의 사실이다.

그런데, 지금까지 초저온용 단열패널에서 공기층을 이용한 단열공간을 갖춘단열패널은 전혀 제안된 바가 없는데, 이는 지금까지 통상적으로 사용하는 R-PUF만으로는 공기층의 단열공간을 갖추면서 구조적인 강도을 유지시키는 것이 불가능한 것이기 때문이다.

이에 따라, 공기층의 단열공간을 갖추어 단열효과를 극대화시키면서도, 초저온 저장설비에 사용하여도 강도가 유지되는 초저온용 단열패널이 요구되어 왔다.

또한, 다층의 단열층을 구비하는 초저온용 단열패널이 요구되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, LNG, 액화 헬륨, 액화 질소 등 과 같이 비점이 매우 낮은 상온 가스 상태물질을 저장하는 저장 설비 예를 들어 LNG 선박 등에 바람직하며, 특히 공기가 채워지는 단열공간을 갖는 패널로서 단열성이 극히 우수하고, 경질 폴리우레탄 발포체와의 결합 제작도 용이한 초저온용 단열패널을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일측면으로서 본 발명은, 수직 벽과 상기 수직벽들사이에 제공되어 단열을 가능하게 하는 공기단열공간을 구비하는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성된 패널모재; 및,

상기 패널모재의 상,하측에 일체로 형성되면서 공기단열공간을 밀폐시고 이중 단열을 가능하게 하는 단열재;

를 포함하여 구성된 초저온용 단열패널을 제공한다.

또한, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 다수직벽과 상기 수직벽들사이에 제공되어 단열을 가능하게 하는 공기단열공간을 구비하는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성된 패널모재; 및,

상기 패널모재의 상,하측에 일체로 접착되면서 공기단열공간을 밀폐시키고 이중 단열을 가능하게 하는 단열판;

으로 구성된 초저온용 단열패널을 제공한다.

그리고, 기술적인 또 다른 측면으로서 본 발명은, 수직벽과 상기 수직벽들사이에 제공되어 단열을 가능하게 하는 공기단열공간을 구비하는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성되고 다층의 패널모재;

상기 패널모재들의 상,하측에 일체로 형성되면서 공기단열공간을 밀폐시고 이중 단열을 가능하게 하는 단열재; 및,

상기 패널모재와 단열재 사이에 접착 개재되어 다중 단열을 가능하게 하는 단열판;

으로 구성된 초저온용 단열패널을 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 5 및 도 6에서는 본 발명에 따른 초저온용 단열패널에서 구성적 특징 예를 들어, 공기단열공간을 구비함으로서, 단열효율을 극대화시키는 패널모재 (20)를 사진과 요부 사시도로 도시하고 있다.

즉, 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 초저온용 단열패널에서 사용되는 본 발명의 패널모재(20)는, 무수히 많은 수직벽(12)들과 상기 수직벽들사이에 제공되어 단열효율을 높이는 공기단열공간(14)을 구비하는 단위셀(10)들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성되어 있다.

이때, 상기 패널모재(20)는 합성수지를 이용하여 성형시킨 것으로, 그 두께등의 조정이 가능하고, 합성수지 예를 들어, PE,PP 또는 강도가 높은 FRP를 이용하여 제작할 수 있고, 시트형태로 제작하여 본 발명의 단열패널의 제작을 용이하게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 패널모재(20)는 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 무수히 많은 수직벽(12)들이 패널모재(20)에 가해지는 압력을 견디기 때문에, 실질적인 강도는 매우 강하고, 무수히 많은 수직벽(12)들 사이에 공기단열공간(14)이 형성되면서 하나의 단위셀(10)들이 모여서 하나의 판상으로 제공되므로 실제로는 일체로 연결된 구조체이다.

이때, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 패널모재(20)의 단위셀(10)의 수직벽(12)의 상,하부는 일체로 연결되어 있고, 이 연결부위(18)의 내측은 개구부(16)로 형성되어 다음에 설명하는 단열재(30)의 부분 충진이 가능하고, 이때 상기 수직 벽(12)들의 상,하측 연결부위(18)는 다음에 설명하는 단열재(30)의 패널모재 이탈을 방지하는 이탈방지턱의 기능도 제공한다.

다음, 도 7에서는 본 발명에 따른 제 1 단열패널(1a)을 도시하고 있다.

즉, 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 단열패널(1a)은 앞에서 설명한 패널모재(20)와, 상기 패널모재(20)의 상,하측에 일체로 형성되면서 공기단열공간(14)을 밀폐시키는 단열재(30)로 구성되어 있다.

따라서, 단열재(30)가 상기 패널모재(20)의 상,하측 개구부(16)를 통과하여 공기단열공간(14)의 일부분 충진되면서 공기단열공간(14)을 밀폐시키면서 패널모재 (20)의 상,하측에 일체로 덮여지는 상태로 형성되어 본 발명의 제 1 단열패널(1a)은 단열재(30)와 패널모재(20)의 내측 밀폐된 공기단열공간(14)에 의하여 이중의 단열공간(층)을 구성하는 것이고, 결국 그 만큼 단열성이 우수한 것이다.

이때, 상기 단열재(30)는 상기 패널모재(20)의 상,하측에 일체로 형성된 경질 합성수지 발포체 예를 들어, 앞에서 설명한 바와 같이, 보냉재로 사용되는 경질 폴리우레탄 발포체(foam)로 이루어 지고, 이와 같은 폴리우레탄 발포체는 발포 수지액을 패널모재(20)의 상하측면상에 도포시키면 발포되면서 상기 단열재(30)로 제공되고, 이때 패널모재(20)의 단위셀 개구(16)를 통하여 단열재는 공기단열공간 (14)의 상,하측에 부분 충진되어 일체화되고, 따라서 공기단열공간은 밀폐되어 공기 단열공간으로 제공된다.

다음, 도 8에서는 본 발명의 제 2 단열패널(1b)과 그 변형예를 도시하고 있는데, 도 8a에서 도시한 바와 같이, 패널모재(20')의 공기단열공간(14)의 내부에는 단열공간을 가로질러 수직벽(12)들을 연결하면서 단열공간을 분할하는 단열벽(40)을 구비한 구성이다.

따라서, 도 8a 및 도 8b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 단열패널 (1b)은 패널모재(20')의 구조를 개선시킨 것으로, 수직벽(12)들의 중앙부분에 단열벽(50)이 일체로 형성되면서, 공기단열공간(14)을 다시 분할시키어 공기의 유동을 차단시킨 것이고, 결국 단열효과가 도 6의 패널모재(20)에 비하여 더 효과적인 것이다.

이때, 본 발명의 다른 패널모재(20')에서는 도 8b에서 도시한 바와 같이, 단열재 예를 들어, 경질 폴리우레탄 발포체가 패널모재(20')의 상,하측에 일체로 형성되면서 단열벽(40)으로 구획된 공기단열공간(14)을 밀폐시키어 2중의 공기단열공간을 구성하고, 이에 따라 단열효율을 높인 것이다.

한편, 도 8c는 도 8b의 단열패널(1b)을 변형시킨 단열패널(1b')을 도시하고 있는데, 그 특징은 상기 단열벽(40')을 다층으로 구성하여 단열재(30)와 공기단열공간(14)을 구획한 것으로서, 이경우 단열재(30)인 경질 폴리우레탄 발포체가 형성될 때, 공기단열공간(14)이 확실하게 구획 형성되면서, 단열벽(40')들이 더 구비되기 때문에, 그 만큼 단열효율을 높이는 것이다.

그리고, 도 8b 및 도 8c에서 도시한 바와 같이, 상기 단열벽(40)(40')에는 단열재(30)인 경질 폴리우레탄 발포체의 형성구조를 견고하게 하는 적어도 하나 이상의 돌기(42)들이 제공될 수 있다.

이 경우, 상기 돌기(42)들은 발포 형성되는 경질 폴리우레탄 발포체의 단열 재 (30)가 패널본체(20')의 상하측에 형성될 때,그 성형 구조를 보다 견고하게 하고, 실제 단열패널(1b)(1b')들이 초저온용 단열패널로서 사용될 때, 가해지는 압력이 상기 돌기들에 의하여 보다 강도가 유지되는 형태로 유지되는 데에도 도움이 될 것이다.

다음, 도 9에서는 본 발명의 제 3 단열패널(1c)을 도시하고 있는데, 그 특징은 도 5 및 도 6의 패널모재(20)들을 적층시키면서, 그 내부 공기단열공간(14)의 방향은 엇갈리게 적층시키어 단열패널(1c)의 압착강도를 높이면서, 단열효과를 극대화시킨 것으로, 적층 단열패널이다.

즉, 도 9a 및 도 9b에서 도시한 바와 같이, 공기단열공간(14)의 방향이 X방향인 제 1 패널모재(20a)와 그 상,하측에는 공기 단열공간(14)의 방향이 Y 방향인 제 2 패널모재(20b)를 적층시키면서, 상기 제 1 패널모재(20a)의 상하측에 단열재 (30)인 경질 폴리우레탄 발포체를 형성시키고, 상기 제 2 패널모재(20b)의 공기단열공간(14)에는 상기 단열재(30)를 일체로 충진 형성시킨 것이다.

따라서, 본 발명의 제 3 단열패널(1c)은 공기단열공간의 방향이 엇갈린 여러개의 패널모재(20a)(20b)들을 적층시키어 압착강도를 높이면서, 상,하측의 패널모재 (20b)에는 공기단열공간(14)을 단열재(30)로 채워서 형성시키고, 중앙의 패널모재(20a)에는 상,하측에만 단열재(30)를 형성시키어 공기단열공간(14)을 유지시키어 단열패널(1c)의 전체적인 압착강도와 단열효율을 극대화시킨 것이다.

이때, 실제 제작시에는 상하측의 패널모재(20b)에 단열재(30)를 충진 형성시키고, 상기 상,하측 패널모재(20b)와 중앙의 패널모재(20a)의 상,하측 사이로 단열 재(30)인 경질 폴리우레탄 발포액을 도포하여 이들 패널모재들을 압착시키면서 발포액의 발포시 일체로 접착되면서 도 9b의 단열패널(1c)로 제작된다.

물론, 패널모재(20a)(20b)들은 개구(16)가 형성되어 있으므로, 3층의 패널모재(20a)(20b)들을 적층시킨후, 단열재(30)를 일체로 중앙의 패널모재(20a)의 내부에는 공기단열공간(14)이 형성되도록 발포액을 충진 형성시키어 제작하는 것도 가능할 것이다.

다음, 도 10에서는 초저온 저장설비 예를 들어, LNG 선박에 제공된 본 발명의 제 3 단열패널(1c)들의 적층 배열상태를 도시하고 있는데, 예를 들어 하나의 단열패널(1c) 즉, 공기단열공간의 방향이 서로 엇갈리게 패널모재들이 적층되면서, 상하측 모재에는 단열재가 충진 형성되고, 중앙측 패널모재(20a)에는 공기단열공간 (14)이 형성된 구조의 단열패널(1c)들이 멤브레인 외피(120)와 스테인레스 멤브레인(130)사이에 벽돌을 적층 시키는 구조로 적층 배열될 수 있다.

즉, 단열패널들이 접촉하는 인접 단열패널들과의 접촉라인(L)이 서로 엇갈리게 배치하는 것이 압착강도나 단열효과를 높이는 면에서 유리할 것이다.

다음, 도 11에서는 본 발명의 제 4 단열패널(1d)을 도시하고 있는데, 이와 같은 제 4 단열패널(1d)은 도 7의 제 1 단열패널(1a)들을 다층으로 적층시키면서, 사이사이에 단열재(30)인 경질 폴리우레탄 발포층이 형성되면서 패널들이 연결 적층되어 하나의 단열패널(1d)에 여러층의 공기단열공간(14)을 형성시킨 것이다.

이 경우, 다층의 공기단열공간은 실제 내,외계의 온도차가 심한 경우에도 온도가 전이되는 것을 효과적으로 차단시키어 초저온의 온도를 그대로 유지하게 할 것이다.

몰론, 도 11에서는 별도로 도시하지 않았지만, 상기 제 4 단열패널(1d)에서 다층으로 적층되는 패널모재(20)들은 그 공기단열공간의 방향이 층간으로 엇갈리게 하는 것이 압착강도를 증대시키기 때문에 바람직할 것이다.

다음, 도 12에서는 본 발명의 제 5 단열패널(1e)을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 제 5 단열패널(1e)은 수직벽(12)과 상기 수직벽들사이에 제공되는 공기단열공간(14)을 구비하는 단위셀(10)들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성된 패널모재(20a)(20b) 및, 상기 패널모재(20)사이와 외곽으로 일체로 접착되면서 공기단열공간(14)을 밀폐시키면서 이중의 단열을 가능하게 하는 단열판(50)으로 구성되어 있다.

따라서, 도 12의 제 5 단열패널(1e)은 단열판과 공기단열공간에 의하여 이중의 단열이 수행되면서, 특히 단열판의 강도가 우수한 압축강도가 보강된 것이다.

이때, 상기 단열판(50)은, 상기 패널모재(40)의 상,하측에 접착제(60)로서 접착되어 공기단열공간을 밀폐시키는 나무판(목질합판), 알루미늄시트, 스테인레스시트 및, 철판중 선택된 하나를 사용하면 된다.

따라서, 도 12a에서 도시한 바와 같이, 하나의 패널모재(20a)의 상,하측에 접착제(도 12b의 60) 예를 들어, 패널모재와 상기 나무판(목질합판), 알루미늄시트 스테인레스시트 및 철판중 하나인 단열판을 견고하게 접착시키는 접착제 예를 들어, EVA(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer) 접착제를 사용하여 일체로 접착시키면, 도 12b에서 도시한 바와 같이, 패널모재(20)의 내부 공기단열공간(14)이 단열 판사이에서 밀폐된 상태로 제공되면서, 상기 단열판에 의하여 압축강도가 유지되고, 이는 단열성도 우수하면서 특히 압축강도가 우수한 단열패널을 제공한다.

다음, 도 13에서는 본 발명의 제 6 단열패널(1f)을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 제 6 단열패널(1f)은 공기단열공간(14)의 방향이 서로 엇갈리고, 내부 공기단열공간(14)에 단열재(30)인 경질 폴리우레판 발포체가 채워져 형성된 상,하측의 패널모재(20b)사이에 단열재(30)가 일부분만 충진되는 중앙측 패널모재(20a)가 적층되면서, 단열패널의 외피부분에만 단열판(50)을 접착제(60)로 접착시키어 다층으로 구성한 것이다.

이 경우, 단열판(50)과 패널모재(20b)의 단열재(30) 및 공기단열공간(14)에 의하여 다층으로 열절단이 차단되어 단열성이 극히 우수하고, 동시에 다층의 구조이면서 단열판(50)이 결합되어 압축강도가 높아짐으로서, 전체적으로 구조는 복잡하지만 본 발명의 제 6단열패널(1f)은 단열효율과 압착강도가 극대화될 것이다.

이때, 상기 단열판(50)은 앞에서 설명한 바와 같이, 단열성도 우수하고, 강도도 유지시키는 나무판(목질합판), 알루미늄시트, 스테인레스시트 및, 철판중 선택된 하나를 사용하면 된다.

한편, 도 13c에서는 도 13b의 변형된 단열패널(1f')을 도시하고 있는데, 이경우 단열패널의 모서리부위를 감싸는 커버체(52) 예를 들어, 상기 단열판(50)과 같은 재질의 커버체를 제공한 것이다.

물론, 도 13c에서만 커버체(52)를 도시하였지만, 지금까지 설명한 본 발명의 초저온 단열패널(1a-1f)들은 상기 커버체(52)를 구비할 수 있고, 이때 상기 커버체 (52)는 강도가 높은 나무판(목질합판), 알루미늄시트, 스테인레스시트 및, 철판 등으로 된 커버체(52)를 사용하면 된다.

따라서, 본 발명의 제 6 단열내널의 변형예(1f')은 단열효과도 우수하고, 압착강도도 높아 가장 큰 단열효율을 제공하면서 실제 LNG 선박등에서 사용할 때, 압착되는 것에 의한 단열성 저하를 방지시킬 것이다.

한편, 앞의 실시예들에서 단열판(50)을 판상으로 설명하고 도시하였지만, 이와 같은 본 발명의 단열패널에서 사용하는 단열판을 내부가 비어있는 중공사각체 예를 들어, 나무판을 내부가 비어있는 밀폐된 중공사각체로 구성하면, 단열판의 내부에 형성되는 공간 즉, 추가로 제공되는 공기단열공간에 의하여 단열패널의 단열성을 보다 높일 수 있어 바람직할 것이고, 또는 이 중공사각체의 내부 공기단열공간을 진공상태로 하면 열전달이 보다 차단되어 바람직할 것이다.

이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 단열패널들은, 기본적으로 무수히 많은 수직벽과 공기단열공간을 구비하는 패널모재를 기본으로 하여 단열재와 단열판 또는 적층구조에 따라 초저온용 패널로 사용될 때, 압착강도가 높아 눌려지는 것을 방지시키고, 특히 온도가 전이되는 것을 차단하는 단열성이 우수하여 LNG의 초저온상태를 그대로 유지시키고, 무엇보다도 패널모재를 통한 단열패널의 제작도 용이하고 제작단가로 전혀 부담이 없는 것이다.

이와 같이 본 발명인 초저온용 단열패널에 의하면, LNG, 액화 헬륨, 액화 질 소 등 과 같이 비점이 매우 낮은 상온 가스 상태물질을 저장하는 저장 설비 예를 들어 LNG 선박 등에 사용이 바람직하며, 특히 공기가 채워지는 단열공간을 갖는 패널로서 단열성이 우수하고, 우레탄 발포체(foam)과의 결합 제작이 용이한 우수한 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

수직벽과 상기 수직벽들사이에 제공되어 단열을 가능하게 하는 공기단열공간을 구비하는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성된 패널모재; 및,

상기 패널모재의 상,하측에 일체로 형성되면서 공기단열공간을 밀폐시고 이중 단열을 가능하게 하는 단열재;

를 포함하여 구성된 초저온용 단열패널.
제 1 항에 있어서, 상기 단위셀의 수직벽 상,하부는 일체로 연결되면서 그 사이에 개구부가 형성되고, 상기 수직벽들의 상,하측 연결부위는 상기 단열재의 패널모재 이탈을 방지하는 이탈방지턱으로 제공된 특징으로 하는 단열패널.
제 1항에 있어서, 상기 패널모재의 내측으로 상기 공기단열공간을 가로질러 수직벽들을 연결하는 단열벽을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 3항에 있어서, 상기 단열벽은 다층으로 구성된 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 단열벽에는 단열재의 구조를 견고하게 하는 적어도 하나 이상의 돌기들이 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 단열재가 형성된 패널모재가 다층으로 적층 구성된 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 6항에 있어서, 상기 다층으로 적층되는 패널모재는 그 단위셀의 공기단열공간의 방향이 층간으로 엇갈리게 적층된 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 6항에 있어서, 적층되는 패널모재사이로 상기 단열재가 형성되어 패널모재들의 적층 접착이 구성되면서, 패널모재의 공기단열공간이 밀폐되는 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 6항에 있어서, 상기 다층으로 적층되는 패널모재중 대향하는 패널모재의 내부 공기단열공간에는 상기 단열재가 채워져 형성되고,

상기 적층되는 패널모재들의 사이로 상기 단열재가 형성되어 패널모재의 적층 접착이 구성되고, 공기단열공간에 단열재가 채워지지 않은 다른 패널모재의 공기단열공간이 단열재로 밀폐되는 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 6항에 있어서, 상기 다층으로 적층되는 패널모재는 패널모재의 접촉라인이 층간으로 엇걸리게 배열된 것을 특징으로 하는 단열패널.
수직벽과 상기 수직벽들사이에 제공되어 단열을 가능하게 하는 공기단열공간을 구비하는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성된 패널모재; 및,

상기 패널모재의 상,하측에 일체로 접착되면서 공기단열공간을 밀폐시키고 이중 단열을 가능하게 하는 단열판;

으로 구성된 초저온용 단열패널.
제 11항에 있어서, 상기 패널모재와 단열판들이 다층으로 적층 구성된 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 12항에 있어서, 상기 다층으로 적층되는 패널모재는 공기단열공간의 방향이 엇갈리게 적층된 것을 특징으로 하는 단열패널.
수직벽과 상기 수직벽들사이에 제공되어 단열을 가능하게 하는 공기단열공간을 구비하는 단위셀들이 모여서 전체적으로 판상으로 구성되고 다층의 패널모재;

상기 패널모재들의 상,하측에 일체로 형성되면서 공기단열공간을 밀폐시고 이중 단열을 가능하게 하는 단열재; 및,

상기 패널모재와 단열재 사이에 접착 개재되어 다중 단열을 가능하게 하는 단열판;

으로 구성된 초저온용 단열패널.
제 14항에 있어서, 상기 단위셀의 수직벽 상,하부는 일체로 연결되면서 그 사이에 개구부가 형성되고, 상기 수직벽들의 상,하측 연결부위는 상기 단열재의 패널모재 이탈을 방지하는 이탈방지턱으로 제공된 특징으로 하는 단열패널.
제 14항에 있어서, 상기 다층의 패널모재들은 공기단열공간의 방향이 엇갈리게 적층된 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 1항, 제 11항 및, 제 14항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 패널모재는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및, 유리섬유강화플라스틱(FRP)중 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 1항 또는 제 14항에 있어서, 상기 단열재는 상기 패널모재의 상,하측에 일체로 형성된 경질 합성수지 발포체(foam)로 구성된 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 18항에 있어서, 상기 경질 합성수지 발포체는 경질 폴리우레탄 발포체인 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 11항 또는 제 14항에 있어서, 상기 단열판은, 상기 패널모재의 상,하측에 접착제로서 접착되어 공기단열공간을 밀폐시키면서 단열성이 있는 나무판, 알루미늄시트,스테인레스시트 및, 철판중 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 단열패널.
제 20항에 있어서, 상기 단열판은 내부가 비어있는 중공사각체로 구성되어 공기단열공간을 추가로 제공하는 것을 특징으로 단열패널.
제 1항, 제 11항 및, 제 14항중 어느 하나의 항에 있어서, 측부를 감싸는 커버체가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 단열패널.