KR20080028905A - 절연 배관 및 그 제조 방법 - Google Patents

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호바트 씨. 컬크스테인
니르말야 마이티
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아론 에이치. 존슨
플레시 앤드리스 두
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Abstract

본 발명은 (a) 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 외측 및 내측 배관 사이에 환형 공간을 형성하도록 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 외측 배관과, (c) 환형 공간 내에 배치되는 다공성이고 탄성이고 압축성인 재료와, (d) 환형 공간 내에 사전 배치되고 환형 공간에서 압축성 재료의 부피보다 적은 부피로 압축성 재료를 사전에 보유하는 용기의 잔여부를 포함하는 절연 이중 배관 조립체를 제공한다. 또한, 본 발명은 이런 절연 이중 배관 조립체의 제조 방법을 제공한다.
이중 배관 조립체, 내측 배관, 외측 배관, 압축성 재료, 환형 공간

Description

절연 배관 및 그 제조 방법{INSULATED PIPE AND METHOD FOR PREPARING SAME}
본 출원은 2005년 6월 6일 출원된 미국 가특허 출원 제60/687,672호와 2006년 1월 21일 출원된 미국 특허 출원 제11/337,050호의 우선권을 주장한 출원이다.
본 발명은 절연 이중 배관 조립체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
심해 탄화수소(예컨대, 석유, 가스 또는 그 혼합물) 추출에 있어, 원유나 가스는 해저면에서 추출되어 수송관 시스템을 거쳐 수면으로 이송된다. 수송관 막힘을 가져오고 생산을 방해할 수 있는 고형물이나 수화물의 석출을 방지하기 위해서는 통상적으로 고온(예컨대 60 내지 300 ℃)에서 추출되어 수송관을 통해 흐르는 원유나 가스의 온도를 약 40 ℃보다 높은 온도로 유지하는 것이 특히 중요하다. 깊은 바다에서의 수온은 빙점보다 약간 높기 때문에(예컨대 약 4 ℃), 수송관 절연을 위한 설비가 마련되어야 한다. 또한, 석유나 가스 유동이 양호한 보관을 위해 또는 수상 플랫폼에 영향을 주고 펌핑 작업을 방해하는 혹독한 기후 조건 때문에 차단되어야만 하는 경우, 생산을 재개하기 전에 수송관 시스템에 대한 막힘 해제 및/또는 유체 분출 처리를 하는 고가의 생산 중단적인 필수 작업을 최소화하거나 완전히 방지하기 위해 수송관 내에 잔류하는 원유 및 가스와 수송관 시스템[예컨대, 크리스마스 트리나 서브시 트리(subsea trees), 라이저(risers) 등]의 그 밖의 성분의 온도를 추출되는 특별한 원유나 가스에 대한 석출 온도보다 높게 유지하는 것이 중요하다.
이를 위해, 해저 석유와 가스 수송관 시스템을 절연하는 문제에 대해 경제적이고 효과적인 해법을 제공하기 위한 많은 시도가 있었다. 특히 자주 이용되는 방법은 내측 배관이 운송관으로 작용하는 외측 배관에 의해 에워싸이고 내측 배관과 외측 배관에 의해 한정된 환형 공간이 단열재를 수용하는 이중 배관 시스템을 포함하는 수송관을 제공하는 것이다. 예컨대, 미국 특허 제6,145,547호는 내측 운송관을 감싸고 외측 운송관에 의해 수용된 미세 다공재로 된 자기-유지판을 포함하며 자유 유로가 종방향 가스 유동을 위해 제공되는 이중 배관 조립체를 개시한다. 이중 배관 조립체는 단열성을 개선하기 위해 저감된 압력으로 유지된다. 미국 특허 출원 제2004/0134556 A1은 각각의 패널이 이중 배관 조립체의 내측 배관 둘레에 별도로 배치되는 적어도 두 개의 중첩된 배기 패널을 포함하되, 적어도 두 패널 각각의 간극을 한정하는 대향하는 두 개의 모서리부들이 일치하지 않도록 배치됨으로써 내측 및 외측 배관 사이에 연속적인 열전달 통로를 제거한 관상체(예컨대, 이중 배관 조립체)용 단열 시스템을 개시한다.
마찬가지로, 액화 탄화수소(예컨대, 액화천연가스, 액화프로판가스) 운반용 수송관에 대해 큰 관심이 있다. 이 경우, 단열은 온도가 더 높은 주변으로부터의 열전달로 인한 액체의 기화를 방지하기 위해 액화천연가스의 저온(약 -163℃)을 유지하기 위해 요구된다.
또한, 유전이나 가스전이 고갈됨에 따라 유전이나 가스전에서의 저장조 압력 을 유지하고 경제적인 비율의 생산을 유지하기 위해 스팀 분사가 주로 이용된다. 이런 기술에서, 스팀은 주로 스팀 생산 기지에서 멀리 떨어진 생산 기지로 운반되어야 한다. 따라서, 스팀 운송관의 단열이 스팀의 응축을 방지하기 위해 요구된다.
또한, 기업, 자치단체 또는 대학 캠퍼스 및 빌딩을 위한 스팀 가열 시스템, HVAC 시스템 및 그 밖의 많은 환경에서 고온 유체 및 극저온 유체(예컨대 산소, 질소, 아르곤 및 수소와 같은 산업용 가스)의 이송은 절연을 필요로 한다. 이런 경우 중 일부에서, 외측 배관은 알루미늄 클래딩이나 PVC 배관과 같은 재료를 포함하는 단순한 외피이다.
그러나, 기존의 이중 배관 조립체 절연 방법에는 많은 단점이 있다. 사전 성형 절연 패널 등은 단-대-단 배치될 때 서로 대향하는 모서리들 사이와 단부들 사이 모두에서 이중 배관 조립체들 내부에 위치될 때 부득이 절연 간극을 보유함으로써 내측 및 외측 배관 사이의 열전달을 허용하고, 이는 절연 효율을 저하시키고 보다 많은 양의 절연재를 필요로 한다. 여러 이중 배관 조립체에서 환형 공간의 내부 압력을 저감하여 유지하기 위해서는 진공 기밀 조립체에 대한 수요를 크게 필요로 하고 조립체의 성능이 진공이 훼손되는 위험한 상태에 이르게 된다. 폴리우레탄 발포체와 같은 일부 절연재는 사용 수명이 지남에 따라 절연 효율 및/또는 형상을 잃는다. 그 밖의 절연재는 효율성이 떨어지는 절연 성능으로 인해 충분한 절연재를 수용하기 위해 대경 외측 배관을 이용해야만 한다. 따라서, 절연 이중 배관의 제조 방법을 개선할 필요가 있다.
본 발명은 (ⅰ) (a) 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 적어도 하나의 내측 배관의 외면과 외측 배관의 내면 사이에 환형 공간을 형성하도록 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 외측 배관과, (c) 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함하는 적어도 하나의 용기를 포함하되, 압축성 재료는 용기 내부에 구속되고 제1 부피를 갖고 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료의 부피보다 적고 적어도 하나의 용기는 환형 공간 내에 배치되는 조립체를 제공하는 단계와, (ⅱ) 압축성 재료의 부피를 제1 부피보다 큰 제2 부피로 증가시킴으로써 절연 이중 배관 조립체를 형성하기 위해 압축성 재료에 대한 구속 수준을 저감하도록 적어도 하나의 용기를 변경하는 단계를 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (ⅰ) (a) 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 적어도 하나의 내측 배관의 외면과 외측 배관의 내면 사이에 환형 공간을 형성하도록 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 제1 외측 배관(또는 그 밖의 구속 수단)과, (c) 선택적으로, 제1 외측 배관의 외면과 추가 외측 배관의 내면 사이에 환형 공간을 형성하도록 제1 외측 배관 둘레에 배치되는 적어도 하나의 추가 외측 배관과, (d) 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함하는 적어도 하나의 용기를 포함하되, 압축성 재료는 용기 내부에 구속되고 제1 부피를 갖고 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료의 부피보다 적고 적어도 하나의 용기는 환형 공간(들 중 적어도 하나) 내에 배치되는 조립체를 제공하는 단계와, (ⅱ) 압축성 재료의 부피를 제1 부피보다 큰 제2 부피로 증가시킴으로써 절연 이중 배관 조립체를 형성하기 위해 압축성 재료에 대한 구속 수준을 저감하도록 적어도 하나의 용기를 변경하는 단계를 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과, (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과, (d) 환형 공간 내에 배치되는 다공성이고 탄성이고 압축성인 재료와, (e) 환형 공간 내에 사전 배치되고 환형 공간에서 압축성 재료의 부피보다 적은 부피로 압축성 재료를 사전에 보유하는 용기의 잔여부를 포함하는 절연 이중 배관 조립체를 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 제1 외측 배관 또는 그 밖의 구속 수단과, (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과, (d) 제1 외측 배관의 외면과 추가 외측 배관의 내면 사이에 추가 환형 공간을 형성하도록 제1 외측 배관 둘레에 배치되는 적어도 하나의 추가 외측 배관과, (e) 하나 이상의 환형 공간 내에 배치되는 다공성이고 탄성이고 압축성인 재료와, (f) 하나 이상의 환형 공간 내에 사전 배치되고 환형 공간(들)에서 압축성 재료의 부피보다 적은 부피로 압축성 재료를 사전에 보유하는 용기의 잔여부를 포함하는 절연 이중 배관 조립체를 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과, (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과, (d) 환형 공간 내에 배치되는 나노 다공성 실리카를 포함하되, 나노 다공성 실리카는 80 ㎏/㎥ 내지 약 140 ㎏/㎥ 사이의 밀도와, 약 0℃의 표면과 약 25℃의 표면 사이에서 측정했을 때 약 20 mW/m·K 이하의 열전도도를 갖는 절연 이중 배관 조립체를 제공한다.
도1은 본 발명과 관련하여 유용한 실링된 용기의 일 실시예를 예시한다.
도2는 내측 관형 부재를 에워싸도록 배치되는 도1의 실시예의 두 개의 실링된 용기들의 단면도이다.
도3은 내측 배관(5)과, 외측 배관(6)과, 내측 배관 및 외측 배관 사이에 한정된 환형 공간 내부에 위치된 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함하는 도1의 실시예의 두 개의 실링된 용기를 갖는 이중 배관 조립체를 예시한다.
도4는 두 개의 실링된 용기의 압력 균등화 후 도3의 이중 배관 조립체를 예시한다.
도5는 본 발명과 관련하여 유용한 실링 용기를 형성하는 공정의 시작과 종료시 성형 장치의 개략적 단면도이다.
도6은 슬리브와 외측 배관 사이에 빈 공간이 존재하도록 슬리브나 외피가 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 억제하기 위해 이용되는 이중 배관 조립체를 예시한다.
본 발명은 이중 배관 조립체과 시스템뿐 아니라 절연 이중 배관 조립체과 시 스템을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 절연 이중 배관 조립체 제조 방법은 (ⅰ) (a) 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 적어도 하나의 내측 배관의 외면과 외측 배관의 내면 사이에 환형 공간(그리고 선택적으로는 외측 배관의 외면과 추가 외측 배관의 내면 사이에 추가 환형 공간)을 형성하도록 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 적어도 하나의 외측 배관과, (c) 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함하는 적어도 하나의 용기를 포함하되, 압축성 재료는 용기 내부에 구속되고 제1 부피를 갖고 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료의 부피보다 적고 적어도 하나의 용기는 환형 공간(하나 보다 많은 외측 배관이 이용되는 경우에는 하나 이상의 환형 공간) 내에 배치되는 조립체를 제공하는 단계와, (ⅱ) 압축성 재료의 부피를 제1 부피보다 큰 제2 부피로 증가시킴으로써 절연 이중 배관 조립체를 형성하기 위해 압축성 재료에 대한 구속 수준을 저감하도록 적어도 하나의 용기를 변경하는 단계를 포함한다.
적어도 하나의 내측 배관과 적어도 하나의 외측 배관과 적어도 하나의 용기를 포함하는 조립체는 임의의 적절한 순서적 단계를 실시함으로써 마련될 수 있다. 예컨대, 용기(들)은 환형 공간을 형성하기 위해 내측 배관(들)과 외측 배관을 배치하기에 앞서 내측 배관(들)의 외면(들) 및/또는 외측 배관의 내면에 인접해서 위치될 수 있다. 대안으로서, 내측 배관(들)과 외측 배관은 환형 공간 내부에 용기(들)을 배치하기에 앞서 환형 공간을 형성하도록 배치될 수 있다. 그 밖의 변경예들은 본 발명의 배경 내에서 당업자에게 자명할 것이며 내측 배관(들) 및/또는 외 측 배관(들)은 내측 배관(들) 및/또는 외측 배관(들)의 바람직한 배치를 달성하도록 조작될 수 있다.
따라서, 본 발명의 절연 이중 배관 조립체 제조 방법은 (ⅰ) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관을 제공하는 단계와, (ⅱ) 내측 배관의 외면과 외측 배관의 내면 사이에 (그리고/또는 외측 배관의 외면과 다른 외측 배관의 내면 사이에) 환형 공간을 형성하도록 적어도 하나의 내측 배관(또는 외측 배관) 둘레에 배치되는 내면을 갖는 적어도 하나의 외측 배관을 제공하는 단계와, (ⅲ) 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함하되 압축성 재료는 용기 내부에 구속되고 제1 부피를 갖고 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료의 부피보다 적은 적어도 하나의 용기를 제공하는 단계와, (ⅳ) 최종적으로 환형 공간(들) 내부에 배치되도록 적어도 하나의 용기를 배치하는 단계와, (ⅴ) 압축성 재료의 부피를 제1 부피보다 큰 제2 부피로 증가시킴으로써 절연 이중 배관 조립체를 형성하기 위해 압축성 재료에 대한 구속 수준을 저감하도록 적어도 하나의 용기를 변경하는 단계를 포함하며, 단계 (ⅰ) 내지 (ⅳ)는 적절한 순서로 수행될 수 있다. 예컨대, 단계 (ⅰ) 내지 (ⅳ)는 위에서 인용된 순서로 수행될 수 있다. 대안으로서, 단계 (ⅰ) 내지 (ⅳ)는 다음과 같이 수행될 수 있다. 즉, (ⅰ) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관을 제공하고, (ⅱ) 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함하되 압축성 재료는 용기 내부에 구속되고 제1 부피를 갖고 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료의 부피보다 적은 적어도 하나의 용기를 제공하고, (ⅲ) 적어도 하나의 내측 배관의 외면에 근접해서 적어도 하나의 용기를 배치하고, (ⅳ) 적어도 하나의 내측 배관의 외면과 외측 배관의 내면 사이에 환형 공간을 형성하도록 적어도 하나의 내측 배관과 적어도 하나의 용기 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관을 제공하며, 적어도 하나의 용기는 최종적으로 환형 공간 내부에 배치된다. 또한, 단계 (ⅰ) 내지 (ⅳ)는 다음과 같이 수행될 수 있다. 즉, (ⅰ) 내면을 갖는 적어도 하나의 외측 배관을 제공하고, (ⅱ) 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함하되 압축성 재료는 용기 내부에 구속되고 제1 부피를 갖고 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료의 부피보다 적은 적어도 하나의 용기를 제공하고, (ⅲ) 외측 배관의 내면에 근접해서 적어도 하나의 용기를 배치하고, (ⅳ) 적어도 하나의 내측 배관의 외면과 외측 배관의 내면 사이에 환형 공간을 형성하도록 외측 배관 내부에 배치되는 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관을 제공하며, 적어도 하나의 용기는 최종적으로 환형 공간 내부에 배치된다. 추가의 외측 배관이 사용되는 상술한 방법에 대한 변경예가 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다.
절연 이중 배관 조립체는 통상적으로 내측 배관(들)과 주변 환경 간의 열 에너지 전달을 방지하도록 절연(예컨대, 단열 처리)된다. 압축성 재료는 임의의 적절한 열도전도, 바람직하게는 약 0℃의 표면과 약 25℃의 표면 사이에서 측정했을 때 약 20 mW/m·K 이하(예컨대, 약 12 mW/m·K 내지 약 20 mW/m·K)의 열전도도를 가질 수 있다. 열도전도는 예컨대 ASTM C518에 따라 측정될 수 있다. 내측 배관(들)과 주변 환경 간의 다른 형태의 에너지, 예컨대 소리 에너지의 전달을 방지하기 위한 절연도 본 발명의 범위에 속한다.
내측 배관(들)과 외측 배관(들)은 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있으며 동일하거나 서로 다른 재료로 제조될 수 있다. 해저 석유 및 가스 운반에 사용하기 위해, 배관들은 통상적으로 금속이나 금속 합금, 특히 탄소강, 니켈강 또는 스테인레스강으로 제조된다. 그러나, 다른 실시예에서는 비금속재도 적절하다. 적절한 비금속 배관재의 비제한적인 예로는 엘라스토머(실리콘을 포함), 열경화성 폴리머(에폭시 및 수지들을 포함), 열가소성 폴리머(폴리에틸렌, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 염화 폴리비닐, 폴리스티렌을 포함), 폴리머 발포체(폴리우레탄 발포체를 포함), 폴리머 복합재(탄소 섬유 강화 폴리머, 섬유 유리, 유리 미세구를 구비한 폴리머, 폴리머 미세구를 구비한 폴리머를 포함) 및 세라믹이 있다. 몇몇 실시예에서, 외피, 동심형 권취재 또는 클래딩이 내측 및/또는 외측 배관으로 사용될 수 있다. 이들은 바로 위에서 언급된 재료, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 알루미늄, 강, 아연도금강, 또는 그 밖의 적절한 재료와 이들의 조합으로 제조될 수 있다. 외피 도포는 특별한 재료 특성에 따르게 되며 비제한적인 샘플로는 권취, 압출, 분무, 몰딩 또는 열 수축을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 외측 배관(들)은 압력 인가시 탄성 변형을 견딜 수 있는 가요성 재료를 포함한다. 이중 배관 장치가 해저에 잠길 때와 같은 경우, 압력이 외측 배관의 외면에 인가될 수 있다. 또한, 예컨대 압축성 재료가 이중 배관 장치의 환형 공간 내부로부터 외측 배관에 대해 팽창할 때, 외측 배관의 내면에 압력이 가해질 수 있다.
내측 배관(들)도 가요성 재료를 포함할 수 있다. 내측 배관(들)과 외측 배관이 가요성 재료를 포함할 때, 이중 배관 조립체는 그 자체가 가요성일 수 있으 며, 이는 이중 배관 조립체가 용이하게 전개되거나 권취될 수 있도록 하고 그리고/또는 산업용 설비 등과 같이 비선형 배치된 내부 시설을 허용하는 유리한 점이 있다.
적어도 하나의 내측 배관과 외측 배관의 벽 두께는 임의의 적절한 값일 수 있으며 통상적으로는 작업시 배관에 충분한 강도를 제공하도록 선택될 것이다. 내측 배관(들)은 통상적으로 액체이거나 기체인 유체 유동에 의해 생성되는 압력을 수용하기에 충분하고 최고 140 MPa(20,000 psi)일 수 있는 강도를 제공하는 벽 두께를 갖는다. 외측 배관은 예컨대 희망 용도를 위한 임의의 강도, 예컨대 벽 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 일부 심해 용도에서 외측 배관은 높은 수압 하에서 배관 변형에 실질적으로 저항하기에 충분한 벽 두께를 가질 수 있다. 천해 용도에서 또는 대기압(또는 육지)에서의 사용을 위해, 외측 배관의 벽 두께는 상대적으로 얇을 수 있다. 다른 용도에서, 외측 배관은 탄성일 수 있는데, 이 경우 벽 두께는 외측 배관을 제조하는 데 이용되는 특별한 재료 또는 재료들과 외측 배관이 받게 되는 압력에 의존한다. 후술하는 바와 같이, 절연재와 본 발명의 방법을 사용함으로써 내측 및 외측 배관의 기계적 지지를 개선할 수 있게 된다. 이로써 오늘날 요구되는 것보다 더 얇은 내측 및 외측 배관을 사용할 수 있게 된다.
내측 배관(들)과 외측 배관은 임의의 적절한 길이를 가질 수 있다. 길이의 선택은 적어도 부분적으로 제조 기술의 한계와 운반 방법에 의해 부가되는 한계에 의해 영향을 받을 수 있다. 외측 배관은 외면(들)을 갖는 내측 배관(들) 둘레에 배치되는 내면을 갖는다. 대안으로서, 내측 배관은 내면을 갖는 외측 배관 내부에 배치되는 외면을 갖는다. 배관들을 서로에 대해 배치하는 것은 임의의 적절한 기술에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, 배관들 중 하나는 다른 배관이 이동 배치되는 동안 고정 상태로 유지될 수 있다. 외측 배관이 플라스틱재(예컨대, 열가소성 또는 열경화성 폴리머)를 포함하는 경우, 외측 배관은 외측 배관을 형성함과 동시에 내측 배관(들) 둘레의 위치에 외측 배관을 배치하도록 내측 배관(들) 둘레에 압출될 수 있다. 내측 배관(들)의 외면(들)과 외측 배관의 내면 사이 또는 외측 배관의 외면(들)과 추가 외측 배관의 내면 사이의 빈 공간은 본 실시예에서 환형 공간으로 한정된다. 환형 공간은 절연 이중 배관 조립체를 제조하는 동안 또는 제조한 후 임의의 적절한 가스 압력에 있을 수 있다. 예컨대, 실링된 용기를 수반하고 압축성 재료의 부피를 증가시키기 위해 환형 공간의 압력과 적어도 하나의 용기의 압력을 균등화하는 몇몇 실시예에서, 적어도 하나의 용기를 변경하기 전 환형 공간의 가스 압력은 적어도 하나의 용기 내부의 저감된 가스 압력보다 크다. 통상적으로, 환형 공간 내의 가스 압력은 본 발명의 방법을 실시하는 동안과 실시한 후 대기압이지만, 몇몇 실시예에서 환형 공간 내부의 가스 압력은 본 발명의 방법을 실시한 후 대기압보다 작을 수 있다. 그 밖의 실시예에서, 환형 공간 내부의 가스 압력은 본 발명의 방법을 실시하는 동안 그리고/또는 실시한 후 대기압보다 클 수 있다.
환형 공간과 적어도 하나의 용기는 임의의 적절한 가스를 수용할 수 있다. 통상적으로, 가스는 공기이다. 그러나, 몇몇 실시예에서 가스는 공기보다 열도전도가 낮은 가스일 수 있다. 이런 가스의 예로는 아르곤, 크립톤, 이산화탄소, 수소화염화탄소, 수소화불화탄소, 수소화염화불화탄소, 과불화수소화탄소, 에탄, 프 로판, 부탄, 펜탄 및 그 혼합물이 있다.
용기는 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함하며, 압축성 재료는 용기 내부에 구속되고 제1 부피를 가지며, 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료의 부피보다 작다. 용기가 압축성 재료에 대한 구속 수준을 저하시키도록 변경될 때, 압축성 재료는 제1 부피보다 큰 제2 부피로 팽창된다.
제1 실시예에서, 적어도 하나의 용기는 압력 챔버 내부에 위치되고 챔버의 압력은 대기압 아래로 저감된다. 용기는 챔버 내에서 저감된 압력으로 유지되면서 가스가 통과할 수 없도록 실링된다. 용기는 실링된 후 압력 챔버로부터 제거되고 용기 외부의 압력은 대기 조건으로 돌아오는 반면 용기 내부의 압력은 용기를 실링하는 동안 존재하는 저감된 압력 수준으로 유지된다. 물론, 실링된 용기 내부의 가스 압력이 대기압보다 낮을 때, 실링된 용기와 그 내용물은 실링된 용기 외부의 대기압과 실링된 용기 내부의 저감된 가스 압력 사이의 압력차를 겪게 될 것이다. 실링된 용기는 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함한다. 용기는 가요성이고 압축성 재료는 탄성 압축성을 갖기 때문에, 실링된 용기와 압축성 재료에 외부 압력(이 경우 대기압)이 적용될 때, 실링된 용기와 압축성 재료의 부피는 감소하게 된다. 따라서, 본 방법 실시예에서, 압축성 재료는 실링된 용기에 작용하는 대기압에 의해 실링된 용기 내에 제1 부피로 구속된다.
실링된 용기의 압력과 환형 공간 내부의 압력을 균등화하도록 적어도 하나의 실링된 용기를 변경할 때, 용기가 압축성 재료의 팽창을 허용한다고 하면 압축성 재료는 부피적으로 팽창하게 될 것이다. 예컨대, 용기는 물리적으로 파열(예컨대, 천공되거나 손상)됨으로써 압력 균등화와 압축성 재료의 팽창을 허용할 수 있다.
제2 실시예에서, 압축성 재료는 적어도 하나의 용기 내에 제1 부피로 구속된다. 즉, 용기 자체는 용기 내부의 압력과 용기 외부의 압력 사이의 압력차 없이 (또는, 대안으로서 압력차와 함께) 압축성 재료를 구속한다. 용기는 하나의 균일한 재료를 포함할 수 있거나 용기에 적어도 하나의 구속 수단이 추가로 설치될 수 있으며, 구속 수단은 압축성 재료를 압축 상태로 유지한다. 구속 수단은 용기의 적어도 일부를 감쌀 수 있으며, 예컨대 적어도 하나의 외피나 벨트를 포함할 수 있다. 외피(들)이나 벨트(들)는 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있으며 용기(들)와 동일하거나 다른 재료를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 용기를 가스 불투과성 시일이나 그 밖의 것으로 실링하는 작업은 선택적이다.
적어도 하나의 용기는 최종적으로 환형 공간 내에 배치되도록 위치된다. 따라서, 용기(들)는 외측 배관이 내측 배관(들)을 감싸도록 배치된 후 환형 공간에 직접 배치될 수 있다. 용기(들)는 외측 배관이 내측 배관(들)을 감싸도록 배치되기 전에 용기(들)이 그 형성시 환형 공간에 있도록 내측 배관(들)에 대해 적소에 위치될 수 있다. 최종적으로, 용기(들)는 내측 배관이 외측 배관에 위치되기 전에 용기(들)이 그 형성시 환형 공간에 있도록 외측 배관에 대해 적소에 배치될 수 있다.
예컨대, 용기(들)는 내측 배관(들)의 외면에 인접하게 배치될 수 있다. 용기(들)는 원할 경우 임의의 적절한 방식으로 적소에 보유될 수 있다. 용기(들)는 내측 배관(들)의 외면, 용기(들)의 외면 또는 이들 모두에 적용된 적어도 하나의 체결구를 이용하여 적소에 보유될 수 있다. 대안으로서, 용기(들)를 내측 배관(들)의 외면에 인접하게 보유하기 위해 적어도 하나의 체결구가 사용될 수 있다. 둘 이상의 용기가 이용된다면, 용기들은 임의의 적절한 방식(예컨대, 적어도 하나의 체결구를 이용하여) 서로 고정될 수 있다.
적어도 하나의 체결구는 임의의 적절한 체결구일 수 있다. 체결구의 비제한적인 예로는 접착 조성물, 접착 테이프, 밴드, 클립, 후크 단추(hook and eyelet) 조립체 및 후크-루프 체결구가 있다. 접착 조성물은 브러시 작업, 롤 작업 또는 분무에 의해 내측 배관(들)의 외면 및/또는 용기(들)의 외면에 도포될 수 있다. 양면 접착 테이프가 체결구로 사용될 수 있으며, 내측 배관(들)이나 용기(들)의 어느 곳에 도포될 수 있다. 용기(들) 자체가 접착성 물질을 포함할 수 있다. 체결구는 탄성 밴드(예컨대, 고무나 그 밖의 탄성중합성 밴드), 비탄성 밴드(예컨대, 금속, 폴리머, 짚-타이(zip-tie) 밴드), 비탄성부 및 탄성부를 포함하되 탄성부가 탄성중합체나 스프링(들)을 포함할 수 있는 밴드들을 포함할 수 있다. 밴드는 내측 배관(들) 상에 배치될 때 용기(들)를 감싸는 외피를 포함할 수 있다. 물론, 용기(들)가 내측 배관(들)을 배치하기 전에 외측 배관의 내면에 대해 배치될 때 동일한 고려사항이 적용된다.
다음으로, 적어도 하나의 용기는 압축성 재료의 부피를 제1 부피보다 큰 제2 부피로 증가시킴으로써 절연 이중 배관 조립체를 형성하기 위해 압축성 재료에 대한 구속 수준을 저감하도록 변경된다. 본 방법의 제1 실시예에서, 변경은 환형 공간 내의 가스 압력과 적어도 하나의 용기 내의 가스 압력을 균등화하는 작업을 포 함한다. 상술한 바와 같이, 용기(들) 외부의 보다 높은 압력의 효과가 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 무력화되기 때문에 용기(들) 내부의 압축성 재료는 보다 큰 부피로 팽창하게 된다.
본 발명의 제2 실시예에서, 적어도 하나의 용기는 압축성 재료의 부피 증가를 허용함으로써 절연 이중 배관 조립체를 형성하도록 변경된다. 이와 관련하여, 변경이란 압축성 재료를 팽창시키는 모든 작업을 지칭한다. 적절한 변경 작업의 예로는 용기의 보전성을 파열하는 작업, 비탄성 용기를 탄성 용기로 변형하는 작업, 또는 용기에 대한 구속 수단을 제거하거나 변경하는 작업이 있다. 용기(들)를 변경하기 위한 적절한 기술은 본 명세서에서 언급된 바와 같이 실링된 용기를 파열하기 위한 기술과 동일할 수 있다.
용기(들)의 변경 작업 후, 압축성 재료는 환형 공간 내에서 팽창하며, 유리하게는 환형 공간을 사실상 채움으로써 환형 공간 내부에 압축성 재료를 사실상 균일하게 분포시키도록 팽창하게 된다. 다음으로, 환형 공간은 바람직하게는 어떠한 빈 공간이나 간극, 특히 시스템의 열적 성능을 저하시키는 빈 공간이나 간극이 사실상 없게 된다.
선택적으로, 본 발명의 방법은 이중 배관 조립체의 적어도 하나의 단부를 실링하는 단계를 추가로 포함한다. 이중 배관 조립체의 모든 단부는 (하나 이상의 내측 배관에서의 제품 유동을 허용하면서) 환형 공간을 완전히 에워싸도록 실링될 수 있다. 임의의 적절한 방법이 이중 배관 조립체의 하나 이상의 단부를 실링하기 위해 이용될 수 있으며, 많은 방법이 기술분야에 공지되어 있다. 이와 관련하여, 예컨대 세 개의 단부를 갖는 구성인 "T" 또는 "Y" 구성을 갖는 이중 배관 구성을 포함하는 세 개 이상의 단부를 갖는 이중 배관 조립체도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주된다. "U" 확장 루프와 같이 다른 구성도 당업자에게 자명할 것이다.
통상적으로, 환형 공간 내부의 압력은 본 발명의 방법을 실시하는 동안 사실상 대기압이다. 용기(들)가 저감된 압력 하에서 제1 부피의 실링된 용기(들)를 포함하는 본 발명의 방법의 제1 방법 실시예에서, 실링된 용기(들) 내부의 저감된 가스 압력과 환형 공간 내부의 압력 간의 압력차는 유리하게는 최대화됨으로써 실링된 용기(들) 내부의 저감된 가스 압력과 환형 공간 내부의 압력을 균등화할 때 압축성 재료의 최대 팽창을 허용한다. 환형 공간이 완전 봉입된 환형 공간을 제공하도록 조립체의 말단부에서 실링되는 경우, 환형 공간 내부의 압력은, 바람직하게는 용기(들) 내부의 저감된 가스 압력과 환형 공간 내부의 압력을 균등화한 후, 대기압 아래로 저감될 수 있다. 또한, 환형 공간 내부의 압력은 조립체의 말단부를 실링한 후 대기압으로 유지되거나 대기압보다 높게 증가될 수 있다.
용기(들)를 변경하기 전의 용기(들)의 부피는 환형 공간의 부피 이하이다. 그 결과, 환형 공간은 환형 공간 내로의 용기(들) 설치를 허용하고 환형 공간 내부에서 압축성 재료의 적어도 일부 팽창을 허용한다. 통상적으로, 용기(들)를 변경하기 전의 용기(들)의 부피는 환형 공간이 갖는 부피의 약 99% 이하(예컨대, 약 95% 이하, 약 90% 이하 또는 약 85% 이하)이다. 바람직하게는, 용기(들)를 변경하기 전의 용기(들)의 부피는 환형 공간이 갖는 부피의 약 70% 이상(예컨대, 약 80% 이하 또는 약 85% 이상)이다. 용기(들)의 부피는 통상적으로 용기(들)의 구성과 압축성 재료가 용기(들)의 변경후 압축 상태로 유지되는 정도에 기초하여 선택된다.
구속 상태에 있는 압축성 재료의 제1 부피와 구속 안된 압축성 재료의 부피 간의 차이는 용기(들) 내부에 봉입될 때 압축성 재료가 받게 되는 압축량을 나타낸다. 통상적으로, 구속 상태에 있는 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료가 갖는 부피의 약 80% 이하(예컨대, 약 70% 이하, 약 60% 이하 또는 약 50% 이하)이다.
압축성 재료에 대한 구속 수준을 저감하도록 용기(들)을 변경한 후, 압축성 재료는 바람직하게는 환형 공간을 사실상 충전한다. 상술한 바와 같이, 유리하게는 압축성 재료는 환형 공간 내에서 팽창해서 환형 공간 내부의 모든 빈 공간을 채움으로써 압축성 재료가 환형 공간 내에서 사실상 균일하게 분포하도록 한다.
일 실시예에서, 용기(들)를 변경한 후의 압축성 재료는 사실상 구속 안된 압축성 재료의 부피를 갖게 되는데, 그 부피는 사실상 환형 공간의 부피이다.
다른 실시예에서, 용기(들)를 변경한 후의 압축성 재료는 환형 공간이 갖는 부피보다 약 1% 이상, 바람직하게는 약 10% 이상(예컨대, 약 20% 이상 또는 약 30% 이상) 크다. 즉, 용기(들)를 변경한 후 환형 공간 내의 압축성 재료가 갖는 제2 부피는 사실상 구속 안된 압축성 재료가 갖는 부피보다 적어도 약 9%(예컨대, 적어도 약 17% 또는 적어도 약 23%) 작다. 즉, 내측 및 외측 배관에 의한 압축성 재료의 구속이 없다면 압축성 재료는 용기(들)를 변경한 후 환형 공간을 초과 충전시킬 것이다. 압축성 재료를 이용하여 환형 공간 내부의 빈 공간을 채움으로써 이중 배 관 조립체의 절연 특성이 개선되고 용기(들)를 변경한 후 압축성 재료를 어느 정도까지의 연속 압축함으로써 절연 특성을 개선할 수 있기 때문에 압축성 재료에 의한 환형 공간의 초과 충전은 바람직하다. 환형 공간의 초과 충전과 관련된 잔여력은 압축성 재료를 환형 공간 내의 빈 공간으로 진행 또는 이동시키도록 도움으로써 환형 공간 내부에서 압축성 재료의 분포 균일성을 개선한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 잔여력은 유익하게는 압축성 재료의 이용이 내측 배관(들)과 외측 배관 사이에서 종방향 및/또는 방사상 힘(들)을 전달하기 위한 수단으로서 기계적 잇점을 얻을 수 있도록 허용한다. 특히, 이런 잔여력은 이중 배관 조립체 내에서 배관들이 필요없이 이동하는 것을 방지하도록 돕기 위해 내측 배관(들)과 압축성 재료 그리고/또는 외측 배관과 압축성 재료 간의 마찰 수준을 형성한다. 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 적절한 절연재, 특별하게는 에어로겔(aerogel)과 같은 바람직한 압축성 재료, 보다 특별하게는 나노겔[등록상표)(Nanogel®)에어로겔(매사추세츠, 보스톤 소재, 카본사(Carbot Corporation)에서 판매]은 스프링과 같은 특성을 가지며, 그 결과, 특히 미구속 재료가 환형 공간을 사실상 충전(또는 초과 충전)하는 경우, 재료에는 내측 배관 및 외측 배관 모두에 작용하는 잔여력이 있을 수 있다. 이런 잔여력은 힘이 단일 방향이 아니고 양방향 또는 삼방향 또는 다방향으로 작용할 수 있는 재료의 경우를 제외하고 압축 하에 있을 때 스프링이 작용하는 힘과 유사하다. 이런 잔여력은 절연재가 내측 배관(들)과 외측 배관 사이 또는 외측 배관(들) 사이에 (마찰을 통한) 기계적 "접합"을 형성할 수 있도록 한다. 이런 접합의 강도는 환형 공간의 재료량, 재료의 특성 및 배관 재료에 의존할 것이다. 즉, 압축성 재료로 충전된 환형 공간의 비율이 높을수록 구속 안된 재료의 밀집도는 크고 "접합"은 강해진다. 이런 "접합"은 다시 이중 배관 조립체가 사용 중일 때(예컨대, 가열 및 냉각 사이클 동안 내측 배관의 팽창과 수축) 뿐만 아니라 설치[예컨대, 소위 "릴-설치(reel-lay)"시 릴 둘레에 감는 작업, 소위 "제이-설치(J-lay)"시 해저면 상에 조립체 설치로서 감는 작업, 소위 "에스-설치(S-lay)"시 레이 바지(lay barge) 이면에서 이격되게 감는 작업] 모두에서 이중 배관 조립체가 마주하는 종방향 및/또는 방사상 응력을 전달한다. 이와 같은 "접합된" 절연 시스템이 없다면, 종방향 응력은 통상적으로 내측 및 외측 배관을 서로 보유하는 벌크헤드(bulkhead)에 의해 조작되며 방사상 응력은 때로 배관들을 다소 동심적으로 정렬되게 유지하는 중심조절기(centralizer)(이격자라고도 함)에 의해 조작된다. 따라서, 본 발명의 장점은 절연재 자체가 응력 전달을 도우며, 이는 이중 배관 조립체가 보다 얇고 그리고/또는 보다 적은 수의 벌크헤드 및/또는 이격자를 사용할 수 있도록 한다는 점이다. 벌크헤드와 이격자는 일반적으로 본 발명의 절연 특성과 비교할 때 크게 취약한 절연체인 재료로 제조되기 때문에, 시스템의 길이에 걸쳐 이들 벌크헤드와 이격자의 갯수 및/또는 폭을 저감하는 것은 비용과 복잡성을 낮추면서도 열적 성능을 개선한다. 응력 전달의 수준은 벌크헤드와 이격자에 통상적으로 이용되는 다른 재료(예컨대, 금속, 복합재)에 비교할 때 낮다. 그러나, 절연재는 본 실시예에서 모든 환형 공간을 완전히 충전시키기 때문에, 힘 전달은 비교적 넓게 이격된 비교적 좁은 조각들이 아닌 배관의 전체 표면적에 걸쳐 공유될 수 있다. 이중 배관 시스템에 폴리우레탄 발포체를 사용하는 것은 기술 분야에서 공지 사항이다. 이중 배관 시스템에서 몇몇 폴리우레탄 발포체는 하중 전달을 허용하기 위해 내측 및 외측 배관을 접착제로 접합한다. 이 방법이 허용될 수 있지만, 일단 과도한 힘이 접착제 접합을 파열하면, 종방향 하중 전달(그리고, 잠재적으로 방사상 하중 전달)의 값은 소실된다. 본 발명은 기계적이지만 접착제 접합이 아닌 접합을 사용함으로써 그 "탄성 복원" 특성에 의해 폴리우레탄 발포체 시스템의 접착제 접합을 파열할 수 있는 형태의 압축을 겪은 후에도 원형으로 탄성 복원하게 되고, 결과적으로 시스템을 계속 기계적으로 접합한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 내측 배관과, 외측 배관과, 이들 사이에 절연재를 포함하되, 절연재는 내측 배관과 외측 배관 사이에 하나 이상의 종방향 또는 방사상 부하 전달을 제공하고 절연재는 내측 배관이나 외측 배관에 접착제로 접합되지 않은 절연 이중 배관 시스템이다.
바람직한 실시예에서, (a) 용기(들) 내부의 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료가 갖는 부피의 약 70% 이하이고, (b) 용기(들) 내부의 압축성 재료의 제1 부피는 환형 공간의 부피보다 작고(예컨대, 약 99% 이하 또는 약 95% 이하), (c) 용기(들)를 변경한 후 환형 공간 내에서 압축성 재료의 제2 부피는 구속 안된 압축성 재료가 갖는 부피보다 약 1% 이상(바람직하게는 10% 내지 33%) 작다.
통상적으로, 이중 배관 조립체가 작업에 투입되고 외측 배관이 받는 온도와 다른 온도에 있는 유체(예컨대, 액체나 가스)가 내측 배관(들)을 통해서 유동하면, 내측 배관(들)은 유체의 온도가 외부 온도보다 높은지 낮은지 여부에 따라 외측 배관을 통해 내측 배관(들)에 적용되는 온도차로 인해 외측 배관에 대해 팽창하거나 수축한다. 내측 배관(들)과 외측 배관의 이런 차등 팽창은 배관들 사이에 종방향 힘을 생성한다. 내측 배관(들)과 외측 배관이 예컨대 연결 수단, 용접 또는 벌크헤드에 의해 서로 연결될 때, 외측 배관에 대한 내측 배관(들)의 차등 팽창 또는 수축에 의해 생성되는 응력(예컨대, 종방향 힘)은 연결 지점(예컨대, 연결수단, 용접부 또는 벌크헤드)이나 배관의 취약 지점에 집중되어 구조물에 생성되는 곡률에 나타나는 구조물의 변형이나 배관의 파열을 가져오게 된다. 유리하게는, 압축성 재료는 환형 공간의 초과 충전으로 인한 압축을 받을 때 내측 배관(들)과 외측 배관 사이에 종방향 힘을 전달하기 위한 수단을 제공함으로써, 방사상 힘을 전달하여 배관들 사이의 연결 수단이나 용접부에 나타나는 응력을 줄이거나 조립체의 "비틀림(kinking)"(예컨대, 선형성 이탈)을 수용한다. 바람직하게는, 압축된 압축성 재료는 외측 배관과 내측 배관(들)의 서로에 대한 움직임을 결합할 수 있도록 함으로써 내측 배관과 외측 배관 간의 종방향 힘을 전달하는 주된 수단을 제공한다. 내측 및 외측 배관의 차등적 팽창이나 수축에 의해 야기된 응력의 개선과 함께, 예컨대 조립체를 이동시킬 때(예컨대, 조립체를 작업에 투입할 때) 내측 배관(들)과 외측 배관이 서로에 대해 불필요하게 미끄러지는 것을 방지하기 위해 내측 배관(들)과 외측 배관 모두를 동시에 고정할 필요성을 적어도 부분적으로 저감함으로서 유리하게는 이중 배관 조립체의 조작이 단순화된다.
용기(들)는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 용기(들)는 대략 직각 평행육면체 구조(예컨대, 벽돌 형상)를 가질 수 있다. 용기(들)는 구형 또는 원통 형상을 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 용기(들)는 장궁(elongated arch) 형상을 갖는다. 장궁 형상은 일반적으로 긴 모양의 궁형 용기의 단면에 의 해 한정된 원형 구조를 갖는 곡선을 포함하며 원호의 두 단부와 이렇게 한정된 반원의 중심점에 의해 한정되는 각도는 0도와 최대 360도 사이의 0이 아닌 임의의 값일 수 있다(예컨대, 원형의 긴 모양 원호 용기도 고려된다). 따라서, 일 실시예에서, 장궁형 용기의 원호는 아래에 한정된 바와 같이 180도의 각(예컨대, 반부 셸)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 장궁형 용기의 원호는 360도보다 작은 각(예컨대, 약 355도 이하)을 포함하며, 이때 장궁형 용기는 일반적으로 C 형상을 포함하고 용기는 두 모서리 사이에 간극이 한정된 비접촉 장형 모서리들을 갖는다.
용기(들)는 모서리들이 쉽게 "결합(mating)"할 수 있도록 하는 형상으로 된 장형 모서리들을 가질 수도 있다. 예컨대, 한 쌍의 장형 결합 모서리들은 결합 구조가 단순한 평행면들을 포함한 임의의 적절한 결합 구조일 수 있도록 대응하는 형상을 가질 수 있다. 결합 모서리는 "제혀(tongue-in-groove)" 구성과 그 변형 구성을 가질 수 있다. 다른 적절한 구조는 당업자에게 자명할 것이다.
도1은 장궁형 형상을 갖는 용기의 일 실시예를 도시한다. 용기는 외반경부(13), 내반경부(14) 및 길이부(15)를 갖고 가요성 재료(12)를 포함하는 용기(11)를 특징으로 한다.
복수의 용기가 본 발명과의 관계에서 사용될 때, 바람직하게는 용기들은 용기들의 모서리들에 의해 한정된 간극이 일치하지 않음으로써 내측 배관(들)과 외측 배관 사이에 에너지 전달 통로를 제공하도록 서로에 대해 배치될 것이다. 예시를 위한 것으로, 복수의 장궁형 용기가 본 발명의 관계에서 이용되고 단-대-단 배치되어 내측 배관의 외면과 동연을 이룰 때, 내측 배관의 일 구역을 따라 배치되는 용 기의 서로 인접한 장형 모서리들에 의해 한정되는 간극은 바람직하게는 내측 배관의 인접 구역을 따라 배치되는 용기의 서로 인접한 장형 모서리들에 의해 한정되는 간극에 대해 교차된다. 마찬가지로, 복수의 용기층들이 내측 배관(들)과 외측 배관 사이에서 방사 방향으로 이용되는 경우, 일 층의 용기(들)의 모서리들은 인접한 층의 용기(들)의 모서리들에 대해 교차된다. 이처럼, 용기들을 변경한 후 압축성 재료를 이용하여 간극을 완전히 충전한 결과 발생할 수 있는 여하한 잠재 채널들은 바람직하게는 환형 공간 내에서 어떤 방향으로도 어느 한 용기의 길이보다 더 연장되지 않게 된다.
다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료는 임의의 이런 적절한 재료일 수 있다. 압축성 재료는 바람직하게는 기공을 포함한다. 기공은 임의의 적절한 크기일 수 있으며 바람직하게는 개방된다. 바람직하게는, 기공은 약 25 미크론 이하(예컨대, 약 15 미크론 이하 또는 약 10 미크론 이하 또는 약 1 미크론 이하)의 평균 기공 크기를 갖게 된다. 탄성을 갖는다 함은 압축성 재료가 탄성 압축성을 갖고 대량의 압축성 재료에 압력을 인가하면 압축성 재료가 차지하는 부피가 감소하고 압력을 해제하면 압축성 재료의 부피는 증가하고 바람직하게는 압력 인가 전의 부피와 사실상 동일한 값으로 복원됨을 의미한다.
압축성 재료는 탄성이고 부피 압축성인 다공성 입자를 포함할 수 있으며, 압축성 재료 전체에 대해 소량의 다공성 재료를 포함한다. 일 실시예에서, 압축성 재료는 다공성 재료를 사실상 전혀 포함하지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 압축성 재료는 적어도 일부 다공성 재료(예컨대, 약 5% 이상)를 포함할 수 있으며 다 공성 입자를 필수적으로 포함하거나 다공성 입자만(예컨대, 약 100%)으로 구성될 수 있다.
다공성 입자는 임의의 적절한 다공성 입자일 수 있다. 적절한 다공성 입자는 나노 다공성 입자, 특별하게는 나노 다공성 실리카 입자를 포함한다. 나노 다공성 실리카 입자는 바람직하게는 약 1 ㎚ 내지 약 100 ㎚의 기공 크기(예컨대, 평균 기공 직경)을 갖는다. 기공 크기는 수은 침투 기공측정법과 같이 기술분야에 공지된 방법이나 현미경에 의해 판단된다. 나노 다공성 실리카 입자의 비제한적인 예로는 졸-겔 공정에 의해 제조되는 실리카 에어로겔, 코-퓨밍(co-fuming) 공정에 의해 제조되는 나노 다공성 실리카, 카본 블랙으로 실리카를 코-퓨밍한 다음 탄소를 열분해하여 제조되는 나노 다공성 실리카가 있다. 바람직하게는, 나노 다공성 실리카 입자는 소수성이다. 나노 다공성 실리카에는 많이 기술분야에 공지되어 있는 것 중 임의의 적절한 공정에 의해 소수성이 부여될 수 있다.
바람직하게는, 다공성 입자는 에어로겔 입자이다. 에어로겔은 분산매로서 공기(예컨대, 가스)를 갖는 겔로서 특징된다. 적절한 에어로겔의 예로는 실리카 에어로겔과 유기 에어로겔이 있으며 [매사추세츠 보스톤에 소재한 카봇사에서 상표명 "나노겔(등록상표)(Nanogel®)"로 판매되는 것들과 같은] 실리카 에어로겔이 선호된다.
다공성 입자는 임의의 적절한 입자 크기(예컨대, 평균 입경)를 가질 수 있다. 예컨대, 다공성 입자는 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛(예컨대, 약 5 ㎛ 내지 약 3 ㎛)의 평균 입자 크기를 가질 수 있으며, 입자 크기는 입자를 에워싸는 최소 구체의 직경으로 정의된다. 다공성 입자는 임의의 적절한 형상(예컨대, 불규칙 형상, 구형 등)을 가질 수 있다.
압축성 재료는 압축성 재료가 전체적으로 탄성이고 부피 압축성이고 선택 사항으로 다공성이라면 비미립 재료를 포함할 수 있다. 비미립 재료의 비제한적인 예로는 발포체와, 섬유 포함 재료와, 이들의 복합재가 있다. 섬유를 포함하는 압축성 재료의 비제한적인 예로는 섬유 및 에어로겔(예컨대, 섬유 강화 에어로겔), 그리고 선택적으로 적어도 하나의 혼합물을 포함하는 복합재가 있다. 섬유는 임의의 적절한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 섬유는 어떤 구조도 갖지 않을 수 있다(예컨대, 미결합 섬유). 섬유는 패턴화될 수 있거나 불규칙적이고 무작위적일 수 있는 매트릭스 구조 또는 이에 유사한 매트(mat)형 구조를 가질 수 있다. 섬유를 포함하는 재료들의 바람직한 복합재로는 로프티 섬유 구조의 형태, 태운 솜(batting) 또는 강재 양모 패드를 닮은 형태를 갖는 섬유와 에어로겔로 형성된 복합재가 있다. 로프티 섬유 구조는 압력을 받으면 그 부피가 저감되고 압력이 제거되면 압력 하에서의 부피보다 적어도 큰 부피, 바람직하게는 초기의 미구속 부피로 되돌아 가는 것을 특징으로 한다. 로프티 섬유 구조의 제조시 사용하기에 적절한 재료의 예로는 섬유유리, 유기 고분자 섬유, 실리카 섬유, 석영 섬유, 유기 수지계 섬유, 탄소섬유 등이 있다. 비록 로프티 섬유 구조를 갖는 재료는 그 자체로 본 발명의 방법에 사용하기에 적절하지만, 바람직하게는 로프티 섬유 구조를 갖는 재료는 제2 개방 셀 재료를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 방법에 사용하기 위한 제2 개방 셀 재료의 바람직한 예는 에어로겔이다. 제2 개방 셀 재료(예컨대, 실리카 에어로겔)이 로프티 섬유 구조를 갖는 재료와 이용될 때, 최종 복합재는 바람직하게는 압축성이고 탄성이다. 그러나, 압축성 다공 입자와 함께 사용될 때, 그 조합물이 압축성이고 탄성이기만 하면 비미립 압축성 재료의 압축성과 탄성을 위한 요건이 감소된다.
다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 바람직한 비미립재는 로프티 섬유 구조를 갖고 내부에 실리카 에어로겔이 분산된 재료를 포함하는 블랑켓(blanket)을 포함한다.
압축성 재료는 불투명화재(opacifier)를 추가로 포함할 수 있다. 불투명화재의 기능은 적외선 파장의 흡수에 의해 내측 배관과 외측 배관 사이의 열에너지의 적외선 전달을 방지하거나 최소화하는 것이다. 적절한 불투명화재의 비제한적인 예로는 카본블랙, 지르코늄 실리케이트 및 이들의 혼합물이 있다. 임의의 적절한 적재량의 불투명화재가 사용될 수 있다면, 불투명화재를 위한 바람직한 적재량은 1 체적% 내지 50 체적% 사이이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 방법 실시예에서, 용기(들)는 실링되고 공기-불투과재로 구성된다. 공기 불투과재는 임의의 적절한 공기 불투과재일 수 있다. 일반적으로, 공기 불투과재는 적어도 수 개월(예컨대, 적어도 3개월)동안 저감된 공기압을 유지하기에 충분한 공기 불투과성을 갖고, 예컨대 선적과 조작 동안 발생하거나 이중 배관 조립체 내부에 설치하는 동안 발생할 수 있는 것으로서, 우발적인 파열없는 조작을 허용하기에 충분한 기계적 내구성을 보유하도록 선택된다. 공기 불투과재는 바람직하게는 가요성이다. 일 실시예에서, 공기 불투과재는 가요 성이지만 사실상 비탄성이다. 다른 실시예에서, 공기 불투과재는 그 보전성을 유지하면서 압축성 재료의 팽창을 허용하기 위해 탄성일 수 있다. 바람직하게는, 공기 불투과재는 금속, 폴리머 또는 코폴리머(예컨대, 공압출된 나일론 폴리에틸렌), 직물 및 이들의 조합을 포함하는 막을 포함한다.
본 발명의 제2 방법 실시예에서, 용기(들)에 대한 요건은 용기(들)가 공기 불투과성일 필요가 없다는 점을 제외하고 제1 방법 실시예에 대한 것과 동일하다. 본 실시예에서, 용기는 기계적으로 압축될 수 있다.
용기(들)는 공기 불투과재의 구성에 대해 특별한 제한이 없다. 용기(들)를 구성하는 재료는 구속 하에서, 즉 제1 부피에서 압축성 재료를 완전히 에워싸는 크기이다. 용기(들)를 구성하는 재료는 제2 부피에 있거나 비구속 부피에 있는 경우에도 압축성 재료를 완전히 에워싸는 크기일 수 있다. 압축성 재료가 압축된 후, 잉여 재료는 용기에 무작위적으로 단순하게 걸쳐질 수 있다. 이 재료에는 용기(들)의 압축시 재료가 주름이나 달리 구김없이 얻을 수 있는 경우보다 평활한 외면을 허용하기 위해 꺽이도록 주름이나 구김이 마련될 수 있다.
용기(들)는 슬리브 내에 부분적으로 또는 완전히 에워싸일 수 있다. 슬리브의 기능으로는 용기(들)의 배치 보조, 본 발명의 방법을 실시하는 동안 기계적 손상으로부터 용기 보호, 이중 배관 조립체에 대한 추가 절연 특성 부여 등이 있지만 이에 제한되지 않는다. 슬리브는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 슬리브 재료의 비제한적인 예는 알루미늄, 강, 아연도금강, 스테인레스강, 엘라스토머(실리콘을 포함), 열경화성 폴리머(에폭시 및 수지들을 포함), 열가소성 폴리머(폴리 에틸렌, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 염화 폴리비닐, 폴리스티렌을 포함), 폴리머 발포체(폴리우레탄 발포체를 포함) 및 복합재(탄소 섬유 강화 폴리머, 섬유 유리를 포함)가 있다. 소정 실시예에서, 슬리브는 변경 후의 용기 팽창을 슬리브에 대한 손상없이 수용하기 위해 탄성재를 포함한다. 슬리브는 용기(들)에 의해 에워싸일 수도 있다. 이런 실시예에서, 슬리브는 슬리브 둘레에 용기를 포함하는 재료를 배치하기 전에 압축성 재료의 둘레에 배치된다. 따라서, 본 발명은 이중 배관 조립체가 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과, 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과, 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과, 다공성이고 탄성이고 압축성인 압축된 재료를 수용하는 적어도 하나의 용기를 포함하되, 상기 용기는 환형 공간에 배치되고 용기는 슬리브 내부에 부분적으로 또는 완전히 에워싸이는 실시예들을 포함한다. 상술한 실시예에 대한 변경예에서, 슬리브는 용기와 압축성 재료 사이에 배치될 수 있다.
도 6에 도시된 다른 실시예에서, 슬리브(또는 외피)(61)는 용기의 변경 후에도 압축된 재료(21)의 팽창에 대한 구속체로 기능한다. 절연된 조립체에서, 슬리브(61)의 외면과 외측 배관(33)의 내면 사이에 형성된 환형 공간(31)에 빈 공간이 있는 것이 바람직하다. 이런 환형 공간(31)은 공기와 같은 가스로 충전될 수 있다. 빈 공간은 벌크헤드 또는 (다양한 형태의) 이격자(62)를 이용함으로써 유지될 수 있다. 빈 공간이 존재함으로써 내측 및 외측 배관은 서로 독립적으로 이동하게 되고, 이는 어떤 전개 방법이나 작업 조건에서도 유리할 수 있다.
용기(들)에는 열차폐부(들)가 마련될 수 있다. 열차폐부(들)의 기능은 본 발명의 방법을 실시하는 동안 이용될 수 있는 임의의 용접 공정에 의해 생성되는 열로부터 용기(들)를 보호하는 것이다. 열차폐부(들)는 슬리브와 동일할 수 있거나 열차폐부(들)는 슬리브와 분리된 별개의 것일 수 있다. 열차폐부(들)는 임의의 적절한 재료, 예컨대 금속이나 열적으로 안정적인 폴리머로 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열차폐부(들)는 용기와 분리되어 있다. 이런 실시예에서, 열차폐부(들)는 자유롭게 부유할 수 있거나 열차폐부(들)는 적절한 체결구나 용접에 의한 것과 같이 임의의 적절한 수단에 의해 이중 배관 조립체의 외측 배관의 내면이나 내측 배관(들)의 외면에 부착될 수 있다. 체결구의 비제한적인 예로는 접착제 조성물, 접착 테이프, 후크 단추 조립체 및 후크-루프 체결구가 있다.
용기(들)는 선택적으로 윤활제를 포함하는 코팅을 가질 수 있다. 윤활제는 예컨대 환형 공간 내부에 용기(들)의 배치를 용이하게 함으로써 이중 배관 장치의 조립을 용이하게 하는 작용을 한다.
본 발명의 제1 방법 실시예에서 그리고 선택적으로는 본 발명의 제2 방법 실시예에서, 용기(들)는 실링되고 실링된 용기(들)는 저감된 압력을 갖게 된다. 저감된 압력은 대기압보다 작은 임의의 압력일 수 있다. 통상적으로, 저감된 압력은 약 1 kPa 이상(예컨대, 약 10 kPa 이상 또는 약 20 kPa 이상)이다. 바람직하게는, 저감된 압력은 약 100 kPa 이하(예컨대, 약 75 kPa 이하 또는 약 50 kPa 이하)이다.
본 발명은 도2, 도3 및 도4에 추가로 도시되어 있다. 도2는 다공성이고 탄 성이고 부피 압축성인 재료(21)를 에워싸는 가요성 재료(12)를 포함하는 반원형인 두 개의 "반부-셸" 용기를 포함하는 실시예를 예시한다. 도3에 도시된 바와 같은 이중 배관 조립체 내부에 배치된 것으로, 용기재(12) 내부에 봉입된 압축성 재료(21)를 포함하는 용기들이 내측 배관(32)에 의해 한정되고 외측 배관(33)에 의해 에워싸인 환형 공간(31) 내에 동연을 이루며 배치된다. 용기는 환형 공간의 100%까지 채울 수 있다. 용기의 변경 후, 도4에 도시된 바와 같이, 압축성 재료(21)는 내측 배관(32)과 외측 배관(33)에 의해 한정된 환형 공간을 가능한 사실상 채우는 범위까지 팽창된다.
용기(들)는 임의의 적절한 공정에 의해 제조될 수 있다. 도5를 참조하여, 실링된 용기와 같이 도1에 도시된 장궁형 용기 실시예를 제조하기 위한 한가지 특히 적절한 공정을 설명한다. 도5는 나노 다공성 실리카 입자를 포함하는 용기를 형성하기 위한 몰드 장치의 단면도를 개략적으로 도시한다. 몰드 장치는 상부 몰드부재(51)와 하부 몰드부재(52)를 포함한다. 도5에 도시된 바와 같이, 내부에 압축성 재료(21)를 구비한 공기 불투과성 가요재(12)의 미실링 용기가 외측 몰드부재(51)의 일면(53) 및 내측 몰드부재(52)의 일면(54)과 접촉되어 배치된다. 외측 몰드부재는 진공이 유체 연결부(57)를 통해 인가되는 동안 표면(53)이 위치(56)로 이동하도록 거리(55)만큼 이동된다. 그 후, 실링수단(58)이 유체 연결부(57)에 도포되며 유체 연결부(57)는 실링수단(58)을 적소에 남기거나 실링수단(58)을 지나 유체 연결부(57)의 단부를 실링하거나 하여 실링된 후 실링수단(58)을 제거함으로써 장궁형 실링 용기(11)를 생산한다. 유사한 실시예에서, 외측 몰드부재(51)가 고정 상태로 유지될 수 있고 내측 몰드부재(52)는 외측 몰드부재(51)에 가까운 위치로 이동될 수 있거나, 외측 몰드부재(51) 및 내측 몰드부재(52) 모두가 서로에 대해 동시에 이동될 수 있다. 대안으로서, 내측 몰드부재(52)와 외측 몰드부재(51) 어느 것도 이동되지 않는다.
이하, 상술한 공정에 대한 변형예들을 설명한다. 이들 변형 공정과 상술한 공정은 모두 이중 배관 조립체 공정 동안 원위치에서 실시될 수 있다.
a. 하나 또는 복수의 점 흡입을 이용하여 몰드으로 가요성 용기에서 진공 포장 흡입. 기밀 용기가 몰드 내에 배치되어 진공 펌프에 연결되고 용기 내부의 압력이 저감됨. 용기 내부의 압력이 원하는 수준에 도달하면, 용기는 실링되고 연결부가 제거됨. 용기 내부와 외부 간의 압력차는 몰드에 의해 형상화된 재료를 압축한다.
b. 강성 몰드 내부에서 가요성 용기의 압축. 입자로 충전된 용기가 강성이지만 이동 가능한 경계를 갖는 몰드 내부에 배치된다. 용기는 가스, 액체 또는 그 밖의 적절한 압축수단을 이용하여 원하는 형상으로 압축되어 용기가 기밀 실링됨. 그 후, 용기는 기계적 압축 몰드에서 제거된다.
c. 가요성 몰드(예컨대, 블래더)를 이용한 가요성 용기의 압축. 입자로 충전된 용기가 가요성인 경계를 갖는 몰드에 배치된다. 입자를 갖는 용기는 가요성 경계 상에 압력을 인가함으로써 원하는 형상으로 압축된다. 용기에 압력을 인가하기 위해 가스, 액체 또는 그 밖의 적절한 압축수단이 이용될 수 있다. 원하는 형상의 용기가 생산되면 용기는 실링되어 몰드에서 제거된다.
d. 강성이고 가요성인 몰드를 이용한 가요성 용기의 압축. 이동 가능한 강성 경계와 가요성 경계를 모두 갖는 몰드를 이용하는 (b)와 (c) 공정들의 조합을 이용하여 용기를 기계적으로 압축함.
e. 진공 포장 후 가요성 용기의 강성 몰드 압축. 압축된 용기가 여기에 설명된 바와 같이 진공을 거쳐 생산되며, 그 후 강성 몰드가 용기를 원하는 형상으로 압축하기 위해 이용된다.
f. 진공 포장 후 가요성 용기의 가요성 압축. 압축된 용기가 여기에 설명된 바와 같이 진공을 거쳐 생산되며, 그 후 가요성 경계 몰드(예컨대, 블래더를 구비한 몰드)가 용기를 최종 형상으로 압축하기 위한 압력을 인가하기 위해 이용된다.
g. 진공 포장과 동시에 강성 및/또는 가요성인 몰드를 이용한 가요성 용기의 기계적 압축. 압축된 용기가 여기에 설명된 바와 같이 진공을 거쳐 생산됨과 동시에, 상술한 공정 (b), (c) 또는 (d)에서 제시된 바와 같은 기계적 압축을 적용한다.
h. 다른 실시예에서, 용기(들)는 용기(들)를 원하는 치수로 압축하는 구동 롤러의 시스템을 통해 용기(들)를 통과시킴으로써 압축되고 그리고/또는 형상화될 수 있다. 가장 간단한 경우, 용기(들)는 직각평행육면체 구조(예컨대, 벽돌 형상)를 갖는다. 다음으로, 용기(들)는 용기(들)의 두께보다 작은 간극이 사이에 형성된 두 개의 평행한 원통형 롤러 사이로 통과됨으로써, 용기(들)를 원하는 두께로 압축한다. 용기(들)는 대기압에 있거나 저감된 압력일 수 있다. 대안으로서, 용기(들) 내부의 압력은 용기(들)가 롤러 사이에서 통과됨에 따라 저감될 수 있으며, 이로써 용기(들)가 롤러 사이를 통과한 후 용기(들)는 저감된 압력을 갖는다. 다른 실시예에서, 용기(들)의 형상을 생성하기 위해 복수의 롤러들이 구성될 수 있다. 예컨대, 단-대-단 배치되거나 인접 롤러쌍 사이에 60도의 각을 갖도록 배치된 세 쌍의 롤러가 용기(들)를 대략 반원 형상으로 형상하기 위해 이용될 수 있다. 그 밖의 실시예들은 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다.
i. 고압 챔버 설치. (a) 또는 (b)와 같이 본 명세서에 설명된 진공 공정을 이용하여 압축 용기가 제조되며, 용기들은 압력이 대기압보다 높게 유지되는 챔버에 배치된다. 추가 압력은 포장의 압축도를 증가시킬 것이다.
j. 반-강성 용기의 압축. 본 방법은 몰드를 필요로 하지 않는다. 강성 용기가 압축성 재료로 충전되고 기계식 프레스가 용기를 원하는 형상으로 가압하기 위해 이용된다. 용기가 원하는 형상이 되면, 기계식 구속체나 기밀 시일이 용기를 그 형상으로 고정시키기 위해 적용된다.
k. 반강성 용기의 외부 공기압 압축. 용기가 압축성 재료로 충전되어 진공 챔버에 배치된다. 챔버가 배기된 후, 용기는 기밀 시일로 실링되고 챔버 내의 압력은 대기압으로 증가된다. 용기 내부와 외부의 압력차가 용기를 압축하기 위해 이용된다. 대안으로서, 충전된 용기가 진공에 연결되며 용기 내의 압력은 저감된다. 압력이 원하는 수준이 된 후, 흡입 포트가 실링된다.
용기(들)가 실링되지 않을 때(즉, 기밀형이 아닐 때), 용기는 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다. 용기들을 압축성 재료로 압축 충전하기 위한 다양한 방법이 기술분야에 공지되어 있다. 일 실시예에서, 장궁형 실링 용기를 제조하기 위해 본 명세서에서 언급된 공정은 진공 적용을 제거하고 압축성 재료를 압축 상태로 유지하기 위해 압축된 위치에 고정되는 적어도 하나의 주변 외피나 벨트를 포함함으로써 (미)실링 용기를 제조하도록 개조될 수 있다.
용기(들)의 변경은 임의의 적절한 기술에 의해 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 용기(들)는 실링되고 밸브나 폐쇄 포트를 갖는데, 밸브나 폐쇄 포트는 개방시 실링된 용기(들)의 보전성을 유지하면서도 실링된 용기(들) 내부의 압력과 환형 공간 내부의 압력을 균등화하기 위해 용기(들) 내부로의 가스 도입을 허용한다.
다른 실시예에서, 용기(들)는 실링되거나 실링된 용기(들)의 적어도 일부가 갖는 보전성을 파괴하도록 파열된다. 용기(들)를 파열하기 위해 임의의 적절한 방법이 이용될 수 있다. 용기(들)의 파열은 용기(들)의 가열에 의해 달성될 수 있다. 용기(들)는 용기(들)를 구성하는 재료에 상-전이(예컨대, 용융 전이 또는 유리 전이)를 유도하거나 용기(들)를 구성하는 재료의 분해를 유도하기에 충분한 온도까지 가열될 수 있다. 가열은 임의의 적절한 수단을 이용하여 달성될 수 있다. 예컨대, 용기(들)는 이중 배관 조립체의 내측 또는 외측 배관(들) 상에 수행되는 용접 작업의 결과로서 가열될 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 열은 어떤 용접 작업에도 무관하게 이중 배관 조립체의 내측 또는 외측 배관(들)에 적용될 수 있거나 내측 또는 외측 배관(들)의 임의의 적절한 구역에 선택적으로 적용됨으로써 이중 배관 조립체를 따르는 임의의 사전 선택된 위치나 여러 위치에서 용기(들)의 파열을 유도한다.
용기(들)의 가열은 임의의 적절한 고정 주파수를 갖거나 소정 방식으로 변경 되는 주파수를 갖는 레이저 빔을 이용하여 달성될 수 있다. 레이저 빔은 용기(들)의 적어도 일부를 가열하여 용기(들)의 파열을 야기하기 위해 용기(들)의 표면의 적어도 일부에 직접 충돌할 수 있다. 이중 배관 조립체가 복수(예컨대, 둘 이상)의 용기를 포함할 때, 레이저 빔은 각 용기의 표면의 적어도 일부를 가로질러 이동될 수 있다. 대안으로서, 레이저 빔은 환형을 한정하는 표면들 중 하나의 적어도 일부에 대한 국부 가열을 일으키도록 사용될 수 있으며, 그 결과로서 가열된 표면은 용기(들)를 가열한다. 레이저 공급원은 환형부 외부에 유지될 수 있거나 환형부 내부에 배치되거나 환형부를 가로질러 이동될 수 있다.
용기(들)의 표면은 용기(들)의 파열을 일으키기 위해 직접 가열될 수 있다. 가열 수단을 포함한 가열부재가 활주식으로 연결된 안내 로드 또는 안내 라인을 포함하는 조립체가 이중 배관 장치의 환형부 안으로 도입될 수 있다. 적절한 가열수단의 예로는 다음에 제한되지 않지만 전기저항성 가열소자와, 개방 화염과, 용기(들)의 표면에 고온 가스를 전달하기 위한 수단을 포함한다. 사용시, 가열부재는 용기(들)의 파열을 일으키기 위해 용기(들)의 표면과 접촉하면서 일 단부에서 타 단부로 환형부를 통해 안내 로드를 따라 이동될 수 있다. 그 후, 안내 로드와 가열부재는 선택적으로 다른 조립체에서의 이용을 위해 환형부에서 제거될 수 있다. 가열부재는 환형부를 통해 일정 속도 또는 가변적인 속도로 이동될 수 있다. 가열부재는 로드나 막대에 고정되어 용기(들)의 파열을 실현하기 위해 손이나 기계에 의해 환형부를 통해 이동될 수 있다. 대안으로서, 가열부재는 환형부를 거쳐 동시에 열을 제공하기 위해 이중 배관 조립체와 동일한 또는 사실상 동일한 길이를 갖 도록 구성될 수 있다. 이런 실시예의 일 예는 내부에 수용된 고온 유체에 의해 가열되는 가열 배관이다. 고온 유체는 사용 전에 배관 내로 도입될 수 있거나 펌프에 의해 배관을 통해 순환될 수 있다. 가열 배관은 내측 배관(들) 자체일 수 있는데, 이때 고온 유체는 전체 이중 배관 조립체를 용기(들)의 파열을 일으키기에 충분한 온도와 충분한 시간동안 가열하기 위해 내측 배관(들)을 통해 펌핑된다.
용기(들)의 가열은 초음파 가열에 의해 달성될 수 있다. 용기(들)의 적어도 일부를 가열하여 용기(들)의 파열을 실현하기 위해 초음파 가열장치가 환형부 내로 도입되어 사용될 수 있다. 외측 및/또는 내측 배관이 금속을 포함할 때, 금속 배관(들)의 유도열이 용기(들)를 가열하고 용기(들)의 파열을 실현하기 위해 사용될 수 있다.
용기(들)는 용기(들)의 외면 또는 내면에 부착되거나 용기(들)를 구성하는 재료에 포함된 전기저항 요소로 제조될 수 있다. 전기저항 요소는 배선, 판재 또는 이와 유사한 구성을 포함할 수 있다. 전기저항 요소를 통해 전류가 흐를 때, 전기저항 요소는 용기(들)의 파열을 일으키는 열을 생성한다. 전기저항 요소가 배선일 때, 배선은 용기(들)를 소정 패턴으로 파열하도록 용기(들)의 표면 상에 구성될 수 있다. 예컨대, 배선은 외면을 중심으로 균일한 방식으로 용기(들)가 파열될 수 있도록 보장하기 위해 용기(들) 둘레에 나선형으로 권취될 수 있다.
용기(들)의 파열은 용기(들)에 대한 국부 가열 외에도 용기(들)의 만족스러운 파열을 보장하기 위해 환형부 내부의 온도를 증가시키고 적절한 기간 동안 상승된 온도를 유지함으로써 달성될 수 있다. 예컨대, 고온 가스의 유동은 용기(들)를 연화하거나 용융하거나 그 밖의 방법으로 열화하기 위해 환형부를 통과하게 될 수 있다.
용기(들)의 파열은 기계적 수단을 이용하여 달성될 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 날카로운 엣지부를 포함하는 절단 조립체가 이중 배관 조립체의 환형부 내에 배치되고 선택적으로는 적어도 하나의 날카로운 엣지부가 파열을 달성하기 위해 용기(들)를 찢거나 절단하도록 이중 배관 조립체의 환형부를 통해 이동될 수 있다. 적어도 하나의 날카로운 엣지부는 칼, 핀 또는 대못, 톱날, (깨진 유리와 같이) 날카로운 재질이 부착된 끈이나 와이어 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 절단 조립체는 환형부 내부에 배치된 안내 로드나 안내 와이어에 활주 가능하게 연결되며, 뒤어어 안내 로드나 와이어를 따라 이동됨으로써 내부의 용기(들)를 파열시킨다. 절단 조립체는 안내 로드에 부착될 수도 있으며, 파열은 환형부를 통해 절단 조립체와 안내 로드를 이동시킴으로써 달성될 수 있다.
용기(들)는 용기(들)의 파열을 보장하기 위해 용기(들)의 표면에 인접하게 환형부를 통해 가열 조립체나 절단 조립체를 안내하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 용기(들)는 안내 로드가 삽입될 수 있는 안내 튜브 또는 페룰이 그 표면에 부착될 수 있다. 그러면, 가열 또는 절단 조립체는 용기(들)의 파열을 실현하기 위해 안내 로드를 따라 활주 가능하게 이동될 수 있다. 가열 조립체가 파열을 위해 이용될 때, 안내 튜브는 가열 조립체에서 용기(들)의 표면으로의 열 전달을 촉진하기 위해 열 도전재(예컨대, 금속)를 포함할 수 있다.
용기(들)는 조립된 이중 배관 조립체를 구부릴 때 압축에 의해 기계적으로 파열될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 이중 배관 조립체는 수송관을 형성하기 위해 단-대-단 연결될 수 있다. 실제로, 조립된 수송관은 주로 수송관 설치 선박 상에서 긴 수송관의 운반을 허용하기 위해 스풀에 권취된다. 권취 공정은 수송관과 그 개별 세그먼트들의 절곡을 필요로 한다. 절곡은 외측 배관과 내측 배관 사이에서 용기(들)의 압축을 가져옴으로써 용기(들)를 파열시킨다.
용기(들)가 가스 불투과성이도록 실링되고 대기압보다 작은 저감된 가스 압력에 있을 때, 용기(들)는 용기(들)가 완전히 팽창되기 전에 이중 배관 조립체가 완성될 수 있게 하는 시간 척도 상에서 용기(들)의 팽창이 발생하게 하는 방식으로 설치 전에 파열될 수 있다. 예컨대, 이중 배관 조립체를 완성하기에 앞서 직경이 작은 구멍들이 용기(들) 내부로 도입될 수 있다. 대안으로서, 밸브나 그 밖의 실링된 개구와 같은 파열 수단이 용기(들) 자체에 포함될 수 있으며, 이런 밸브나 개구는 용기(들)가 완전히 팽창하기 전에 이중 배관 조립체를 완성하기에 충분한 시간을 주기 위해 제어된 속도로 용기(들) 안으로 가스를 투입하도록 설계된다.
용기(들)는 화학적 수단을 이용하여 파열될 수 있다. 일 방법은 용기(들)의 보전성을 저하시켜 용기(들)의 파열을 일으키기 위해 용기(들)를 구성하는 재료를 분해하거나 이런 재료와 작용하는 용매 또는 화학제를 방출하는 장치의 사용을 포함한다. 장치는 접착제나 그 밖의 적절한 수단에 의해 용기의 표면에 부착될 수 있으며 이중 배관 조립체를 조립하기 전에, 조립 동안에 또는 조립한 후 부착될 수 있다. 장치는 용기(들)를 구성하는 재료와 발열반응을 하는 반응제 또는 용기(들)의 재료와 서로 반응하는 반응제의 혼합물을 함유함으로써, 용기(들)의 표면에 국 부적 가열을 공급하여 용기의 파열을 실현할 수 있다. 장치는 폭발될 때 그로 인한 충격파가 용기(들)를 기계적으로 붕괴시켜서 용기(들)의 파열을 일으키도록 폭발성 재료(예컨대, 폭발 캡이나 유사 장치)를 수용할 수 있다. 장치는 퓨즈와 같은 발화성 코드를 포함할 수 있는데, 이 코드는 용기(들)의 내면이나 외면에 부착될 수 있다. 점화시, 발화성 코드는 용기(들)의 표면을 연소시켜서 용기를 파열하게 된다.
다른 실시예에서, 용기(들)는 실링되지 않는다. (미실링) 용기의 변경은 실링된 용기의 압력을 균등화하기 위해 가스를 도입하는 여하한 요건 외에는 실링된 용기에 대해 상술한 바와 같이 수행될 수 있으며, 압축성 재료에 대한 구속 수준을 저하시키기 위한 여하한 구속 수단의 변경도 추가로 포함한다. 구속 수단의 변경은 실링된 용기(들)의 파열을 위해 상술한 바와 동일하며, 구속 수단을 변경하는 파열 방법의 개조는 기술분야의 당업자에게 쉽게 이해될 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 방법은 추가 단계들을 추가로 포함한다. 하나의 선택적 추가 단계는 용기(들) 및/또는 구속 수단의 변경을 확인하는 단계를 포함한다. 용기(들) 및/또는 구속 수단의 변경을 확인하기 위한 적절한 방법으로는 시각적 방법, 초음파 영상 기술 및 X-선 영상이 있지만 이에 제한되지 않는다. 확인 방법은 적절한 변경을 보장하기 위해 용기(들) 및/또는 구속 수단을 변경하는 동안 실시될 수 있거나 변경 후 실시될 수 있다.
다른 선택적 추가 단계는 용기(들)의 변경에 앞서 환형부 내에 추가 절연재를 배치하는 단계를 포함한다. 추가 절연재는 임의의 적절한 절연재일 수 있으며 동일하거나 다를 수 있는 하나 이상의 절연재를 포함할 수 있다. 통상적으로, 추가 절연재는 압축성 재료를 포함한다. 바람직하게는, 추가 절연재는 다공성, 탄성, 부피 압축성인 비미립재를 포함하는 하나 이상의 블랑켓을 포함할 수 있다.
추가 절연재는 금속막 또는 금속화 막을 포함할 수 있다. 금속막 또는 금속화 막은 내측 배관(들)과 외측 배관 사이에서 복사를 통한 에너지의 전달을 저감하는 작용을 한다. 금속막 또는 금속화된 막은 이런 임의의 적절한 막일 수 있다. 적절한 금속막 또는 금속화된 막의 예로는 알루미늄 포일, 폴리머 막을 포함하는 알루미늄 피복 기판, 직물 등이 있다. 금속막 또는 금속화된 막은 분리된 막일 수 있거나, 절연 블랑켓에 포함될 수 있거나, 용기(들)에 합체될 수 있는데, 이때 금속막 또는 금속화된 막은 용기(들)의 외면이나 내면에 안착될 수 있다. 금속막 또는 금속화 막은 상술한 바와 같은 임의의 적절한 체결구를 이용하여 환형부 내의 임의의 표면에 체결될 수 있거나 어떤 체결구도 없이 배치(예컨대, 임의의 표면을 권취함으로써)될 수 있다. 물론, 용기(들)를 구성하는 재료는 금속막이거나 금속화된 막일 수 있다.
금속막 또는 금속화된 막을 포함하는 것 외에, 추가 절연재는 임의의 적절한 막을 포함할 수 있다. 적절한 막의 비제한적인 예로는 중합성 및/또는 직조 막이나 직물이 있다. 이와 관련하여, "막"이란 임의의 적절한 구성을 가질 수 있고 동일하거나 다른 재료로 된 하나 이상의 층을 포함할 수 있는 절연재 박판[예컨대, 타이벡(등록상표)(TYVEK®)과 같이 고밀도 폴리에틸렌 섬유로 형성된 막]을 말한다. 또한, 막은 내층과 외층 사이에 개재된 투과막을 포함하는 복합재[예컨대, 고 어-텍스(등록상표)(GORE-TEX®)재 또는 그 밖의 폴리테트라플루오로에틸렌재]를 포함할 수 있다. 막은 예컨대 금속막 또는 금속화된 막에 대해 상술한 바와 같이 임의의 적절한 방식으로 이중 배관 장치에 체결되거나 합체될 수 있다.
추가 절연재는 외측 배관의 내면과 용기(들) 사이에 또는 내측 배관(들)의 외면과 용기(들) 사이에 끼워지도록 배치될 수 있다. 추가 절연재는 바람직하게는 내측 배관(들)과 외측 배관 사이에 에너지 전달 통로를 제공하지 않도록 모든 모서리들이 용기(들)의 모서리들과 엇갈리도록 배열된다. 추가 절연재가 용기에 합체될 수 있으며 용기는 절연재로 제조될 수 있다.
내측 배관(들)은 외측 배관 내부에 임의의 적절한 방식으로 배치될 수 있으며, 내측 배관(들)과 외측 배관 모두는 임의의 적절한 단면 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 내측 배관(들)과 외측 배관은 모두 원형 단면일 수 있다. 이중 배관 장치가 하나의 내측 배관을 갖는다면, 내측 배관은 외측 배관 내부에 동심되게 배치될 수 있거나 내측 배관 내부에 비대칭적으로 배치될 수 있거나 내측 배관 내부에 어떤 배치라도 취하도록 자유로울 수 있다. 이중 배관 장치가 복수의 내측 배관들을 포함하면, 내측 배관들은 임의의 적절한 위치에서 외측 배관 내부에 유사하게 배치될 수 있다. 와이어와 케이블도 외측 배관 내부에 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 외측 배관은 내측 배관(들)에 부착된 압축성 재료를 수용하는 용기에 직접 구성되거나 그리고/또는 배치될 수 있다. 이들 실시예에서, 압축성 재료를 수용하는 용기와 외측 배관 사이의 간극은 (압축성 재료의 용기와 외측 배관의 내면 사이에 직접 접촉이 있도록) 제거되거나 거의 제거될 수 있다. 이 는 용기가 변경된 후(예컨대, 실링이 파열된 후)에도 압축성 재료가 높은 압축 수준에 있도록 허용한다. 몇몇 경우에, 보다 높은 압축 수준의 재료를 갖는 것이 절연층의 열적 그리고/또는 기계적 성능을 개선할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 외측 배관을 구축하는 행위는 용기를 파열하도록 기능할 수 있다. 특별한 배관 구축 방법은 외측 배관에 요구되는 특별한 재료 성질에 따르며 구축 방법의 비제한적인 예로는 용기 상에 외측 배관을 직접 권취하거나, 압출하거나, 분무하거나, 성형하거나, 열 수축하는 것이 있다. 외측 배관재의 비제한적인 예로는 엘라스토머(실리콘을 포함), 열경화성 폴리머(에폭시를 포함), 열가소성 폴리머(폴리에틸렌, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 염화 폴리비닐, 폴리스티렌을 포함), 폴리머 발포체(폴리우레탄 발포체를 포함) 및 복합재(탄소 섬유 강화 폴리머 및 섬유 유리를 포함)가 있다. 상술한 일 실시예에서, 절연 이중 배관 조립체는 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과, 압축되고 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 수용하면서 내측 배관(들)에 부착된 적어도 하나의 용기와, 용기(들)의 외면과 외측 배관의 내면이 부분적으로 또는 완전히 직접 접촉되도록 용기 위에 적용된 외측 배관을 포함한다. 용기(들)는 외측 배관이 적용되기 전에 슬리브 내부에 부분적으로 또는 완전히 봉입될 수도 있다.
또한, 비록 외측 배관은 여기에서 하나의 배관으로 언급되었지만, 이중 배관 장치는 복수의 외측 배관(예컨대, 삼중 배관 조립체)을 포함할 수 있다. 예컨대, 이중 배관 장치는 제1 외측 배관 내부에 배치된 적어도 하나의 내측 배관과 제1 외관 둘레에 배치된 제2 외측 배관을 포함할 수 있다. 다공성이고 탄성이고 부피 압 축성인 재료 또는 임의의 적절한 재료가 제1 외측 배관의 외면과 제2 외측 배관의 내면에 의해 한정된 환형 공간에 배치될 수 있거나 어떤 재료도 배치되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 이런 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료가 내측 배관의 외면과 제1 외측 배관의 내면 사이와, 제1 외측 배관의 외면과 제2 외측 배관의 내면 사이 등의 환형 공간 중 적어도 하나를 채우는 실시예들이 상정된다. 이런 재료는 용기에 의해 구속되거나 구속되지 않을 수 있다. 환형 공간이 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료에 의해 채워지지 않은 실시예에서, 이런 환형 공간은 [다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 비압축 재료, 이런 재료를 수용하는 블랑켓, 에어로겔 블랑켓, 폴리우레탄 발포체, 유리 비드, (직물 형태이거나 부직물 형태이거나 느슨하거나 그 밖의 형태인) 섬유를 포함하지만 이에 제한되지 않은] 임의의 적절한 재료나, 미립 또는 비미립 재료로 충전될 수 있거나 심지어 어떤 재료로도 충전되지 않을 수 있다.
선택적으로, 적어도 하나의 이격자가 제공되어 최종적으로 적어도 하나의 환형 공간에 놓이도록 배치될 수 있다. 이격자(들)는 환형 공간 내부에 내측 배관(들)을 배치하고 그리고/또는 하나 보다 많은 외측 배관이 이용되는 경우 추가 환형 공간 내부에 외측 배관을 배치하는 기능을 한다. 일 실시예에서, 이격자(들)는 배치될 때 내측 및/또는 외측 배관(들)이 통과할 수 있는 적어도 하나의 개구를 구비한 원형 또는 타원형 단면 형상을 갖게 된다. 본 발명의 절연 이중 배관 조립체에 이용되는 이격자의 수는 다른 종래 방법을 이용하여 제조되는 이중 배관 조립체에 요구되었던 수보다 작거나 작을 수 있다.
이격자(들)는 선택적으로 내측(또는 외측) 배관(들)의 외면의 적어도 일부 및/또는 적어도 하나의 외면의 내면의 적어도 일부와 접촉한다. 이격자(들)가 내측 배관(들)의 외면과 외측 배관의 내면 모두와 접촉하는 실시예에서, 이격자(들)는 외측 배관(들)의 외면에 인가된 압력을 내측(또는 외측) 배관(들)의 외면으로 전달함으로써 외측 배관의 구조적 강성을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 이런 실시예는 이중 배관 조립체가 심해 용도로 사용될 때 특히 유용하다.
다른 실시예에서, 복수의 이격자, 벌크헤드 및/또는 중심조절기가 용기(들)의 외면 둘레에 배치되어 임의의 적절한 수단에 의해 용기(들)의 외면에 부착되는데, 이 실시예는 이격자를 제공하여 환형 공간 내부에 이격자를 배치하는 별도의 단계를 제거하는 유리한 점이 있다. 이격자는 사고에 의한 파열로부터 용기(들) 보호, 배관 배치 보조 등에 의해 이중 배관 장치의 조립을 용이하게 할 수 있다. 이격자는 임의의 적절한 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 이격자는 외측 배관과 내측 배관(들)에 대해 종방향으로 정렬된 장형 치수를 갖는 비접촉 리브나 핀(fin)일 수 있다. 이격자는 원형이거나 반원형일 수 있으며 적어도 부분적으로 용기(들)를 에워쌀 수 있다. 이격자는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있으며 임의의 적절한 단면 구조(예컨대 곡면, 편평면, 삼각형 등)를 가질 수 있다. 바람직하게는, 이격자는 절연재를 포함할 수 있다.
하나 보다 많은 이격자가 오늘날 실시되는 이중 배관 구성에 이용될 때, 이격자들은 설계 요건에 따라 배치된다. 예컨대 릴-설치 시스템에서, 이격자들은 통상적으로 약 2m 이격되어 위치된다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 절연재에 의해 부가되는 기계적 힘은 오늘날 사용되는 것보다 적은 수의 이격자를 사용할 수 있도록 함으로써, 이격자들은 보다 큰 거리만큼 이격되는데, 예컨대 릴-설치 시스템의 경우 약 2m(예컨대 약 4m 이상, 6m 이상, 약 10m 이상 또는 약 20m 이상) 이격되어 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 이중 배관 조립체는 이격자를 갖지 않을 수 있다. 이격자들은 일반적으로 본 발명의 압축성 재료보다 낮은 절연도를 제공하기 때문에, 유리하게는 보다 적은 수의 이격자를 사용하는 것이 많은 이격자들을 사용하는 경우에 비해 이중 배관 조립체의 전체 절연 성능을 개선하며, 이격자를 사용하지 않을 경우 최대의 절연 성능 개선이 얻어진다.
이중 배관 조립체가 적어도 하나의 이격자를 포함할 때, 이격자(들)는 본 명세서에서 언급한 파열 및 변경 방법에 의한 용기(들)의 파열이나 변경을 위한 수단을 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 이격자(들)는 환형부 내부에 용기(들)를 배치할 때 또는 그로부터 임의의 소정 시간에 용기(들)를 파열하거나 변경하기 위해 가열 수단, 기계적 수단 또는 화학적 수단을 포함할 수 있다.
본 발명은 (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과, (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과, (d) 환형 공간 내에서 배치되는 다공성이고 탄성이고 압축성인 재료와, (e) 환형 공간 내에 사전 배치되고 환형 공간에서 압축성 재료의 부피보다 적은 부피로 압축성 재료를 사전에 보유하는 용기의 잔여부를 포함하는 절연 이중 배관 조립체를 추가로 제공한다. 절연 이중 배관 조립체의 다양한 요소는 상술한 바와 같다.
압축성 재료를 사전에 보유한 용기의 잔여부(또는 그 잔여물)는 변경 후 전체 용기를 포함하거나 변경 후 용기의 임의의 부분을 포함할 수 있다. 예컨대, 변경이 용기의 적어도 일부를 녹이거나 비가역적으로 분해하는 것과 같이 용기의 파괴적 변경을 포함하는 경우, 용기의 적어도 일부는 변경 후 환형 공간 내에 남게 된다.
또한, 본 발명은 본 명세서에서 설명된 방법에 따라 제조되는 절연 이중 배관 시스템을 제공한다. 특히, 본 발명은 (a) 적어도 하나의 내측 배관의 길이가 외측 배관의 길이보다 크고 내측 배관(들)의 대향하는 단부들이 외측 배관의 대향하는 단부들을 넘어 연장되고 내측 배관들이 배관을 통한 유체 유동을 위해 서로 접하여 연통되도록 두 개의 절연 이중 배관 조립체 중 하나의 내측 배관(들)의 단부가 두 개의 절연 이중 배관 조립체 중 다른 것의 내측 배관(들)의 단부에 실링 가능하게 연결되는 두 개의 절연 이중 배관 조립체와, (b) 이중 배관 조립체들을 수납하기 위한 크기를 갖는 보어를 갖는 관상 구조의 슬리브를 포함하되, 슬리브의 일 단부는 두 개의 절연 이중 배관 조립체 중 하나의 외측 배관에 실링 가능하게 연결되고 슬리브의 타 단부는 두 개의 절연 이중 배관 조립체 중 다른 것의 외측 배관에 실링 가능하게 연결되는 절연 이중 배관 시스템을 제공한다. 절연 이중 배관 시스템은 두 개의 절연 이중 배관 조립체의 내측 배관들과 슬리브 사이의 공간에 배치되는 절연재를 추가로 포함한다. 절연 이중 배관 조립체의 다양한 요소들은 상술한 바와 같다.
본 발명은 (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과, (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과, (d) 환형 공간 내에 배치되는 나노 다공성 실리카를 포함하되, 나노 다공성 실리카는 80 ㎏/㎥과 약 140 ㎏/㎥ 사이의 밀도와, 약 0℃의 표면과 약 25℃의 표면 사이에서 측정했을 때 약 20 mW/m·K 이하(예컨대, 약 12 mW/m·K 내지 약 20 mW/m·K)의 열전도도를 갖는 절연 이중 배관 조립체를 추가로 제공한다. 절연 이중 배관 조립체는 상술한 방법들에 의해 제조될 수 있으며 나노 다공성 실리카는 상술한 것들과 같을 수 있다. 열전도도는 예컨대 ASTM C518에 따라 측정될 수 있다.
본 발명의 절연 이중 배관 조립체와 시스템은 주변 환경과 다른 온도에 있는 또는 있을 수 있는 여하한 유체를 운반할 때 사용하기에 적절하다. 이런 용도를 위해, "유체(들)"이란 용어는 가스 및/또는 액체를 포함한다. 본 발명의 조립체와 시스템은 지점간 액화천연가스의 운반뿐 아니라 취출 지점에서 저장 또는 처리 설비까지 탄화수소(예컨대, 원유와 천연가스)를 운반하는 데 특히 유용하다.
예
본 예는 본 발명을 추가로 예시하지만, 당연히 그 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.
서로 다른 양의 실리카 에어로겔 입자를 20x20x1 ㎝의 내부 부피를 갖는 플렉시글라스 셀(Plexiglas cell) 안에 배치했다. 샘플 A(제어)에서, 실리카 에어로겔 입자는 어떤 압축도 없이 셀에 배치되었다. 샘플 B, C 및 D(본 발명)에서, 셀의 내부 부피에 실리카 에어로겔 입자를 맞추기 위해 압축량을 증가시키면서 증가 된 양의 실리카 에어로겔 입자가 셀에 배치되었다.
각각의 샘플의 경우, 퍼센트 압축율은 압축(Vb) 전의 실리카 에어로겔 입자 부피와 압축(Va ≒ 가동 셀 부피 = 400 ㎤) 후의 실리카 에어로겔 입자 부피, 즉 내부 셀 부피로부터 다음 수학식, 즉 퍼센트 압축율 = [(Vb - Va)/Va]x100%를 이용하여 결정되었다. 각 샘플의 용적 밀도는 특정 샘플에 대한 실리카 에어로겔 입자의 무게를 내부 셀 부피로 나눔으로써 계산되었다.
각 샘플의 열전도도는 ASTM C518에 따른 평행 고온판 프로토콜(hotplate protocol)을 이용하여 결정되었다. 샘플 A 내지 D 각각의 퍼센트 압축율 및 용적 밀도뿐 아니라 열전도도가 표에 기재되어 있다.
샘플 퍼센트 압축율 용적 밀도(kg/㎥) 열전도도(mW/m·K)
A(제어) 0 86 18.0
B(본 발명) 20 103 15.7
C(본 발명) 33 113 14.0
D(본 발명) 45 124 14.2
표에 기재된 결과로부터 명백한 바와 같이, 벌크형 에어로겔 입자가 나타내는 열전도도는 바람직하게는 에어로겔 입자의 퍼센트 압축률이 적어도 약 30 내지 40%의 범위까지 증가함에 따라 감소한다. 특히, 압축이 없는 에어로겔 입자에 비해 33%와 45%의 압축을 받은 에어로겔 입자는 대략 22%의 열전도도 감소를 나타냈다.
본 명세서에서 인용되는 공보, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 참고문헌은 본 명세서에서 각각의 참고문헌이 참고에 의해 원용되도록 개별적이고 특별히 지시되고 그 전체 내용이 개시된 것과 같이 동일한 범위까지 원용된다.
본 발명을 설명하는 관계(특히 선행 실시예와의 관계)에 있어 용어의 사용과 그 유사 지시 대상은 달리 지시되거나 내용에 의해 명백히 반대되지 않는다면 단수와 복수 모두를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다. "포함한다", "갖는다", "포함한다", "수용한다"라는 용어는 달리 언급하지 않는한 개방형 용어(즉, "포함하는"것을 의미하지만 제한하지 않는 의미)로 해석되어야 한다. 범위 값에 대한 인용은 달리 지시되지 않는 한 범위에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 지시하는 단지 속기에 의한 방법으로 작용하며 각각의 개별적인 값은 개별적으로 언급되는 것과 같이 본 명세서에 포함된다. 본 명세서에서 설명된 모든 방법은 달리 지시되거나 내용에 의해 명백히 반대되지 않는 한 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에서 제시하는 임의의 그리고 모든 예들 또는 예시적인 언어(예컨대, ~와 같이)의 사용은 단지 발명을 보다 잘 설명하기 위한 것이며 달리 특정되지 않는 한 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 명세서의 모든 언어는 여하한 비특정 요소를 발명의 실시에 필수적인 것으로 지시하는 것과 같이 해석되어서는 안된다.
본 명세서에서는 발명을 수행하기 위해 발명자가 알고 있는 최선의 양식을 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 이들 바람직한 실시예의 변경예는 상술한 설명을 읽음으로써 기술분야의 당업자에게 자명하게 될 것이다. 발명자들은 당업자들이 이런 변경예를 적절히 이용하리라고 예상하며 발명자들은 발명이 본 명세서에서 상세히 설명된 것과 달리 실시될 것으로 생각한다. 따라서, 본 발명은 적용 가능한 법이 허용하는 한 본 명세서에서 설명된 요지에 대한 모든 개조와 균등 실시예를 포함한다. 또한, 달리 지시되거나 내용에 의해 명백히 반대되지 않는 한 모든 가능한 변경예에서 상술한 요소들의 여하한 조합도 본 발명에 포함된다.

Claims (76)

  1. (ⅰ) (a) 적어도 하나의 내측 배관과, (b) 적어도 하나의 내측 배관의 외면과 외측 배관의 내면 사이에 환형 공간을 형성하도록 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 외측 배관과, (c) 다공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료를 포함하는 적어도 하나의 용기를 포함하되, 압축성 재료는 용기 내부에 구속되고 제1 부피를 갖고 압축성 재료의 제1 부피는 구속 안된 압축성 재료의 부피보다 적고 적어도 하나의 용기는 환형 공간 내에 배치되는 조립체를 제공하는 단계와,
    (ⅱ) 압축성 재료의 부피를 제1 부피보다 큰 제2 부피로 증가시킴으로써 절연 이중 배관 조립체를 형성하기 위해 압축성 재료에 대한 구속 수준을 저감하도록 적어도 하나의 용기를 변경하는 단계를 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 환형 공간을 완전히 에워싸도록 이중 배관 조립체의 각 단부를 실링하는 단계를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제2 부피인 압축성 재료는 환형 공간을 실질적으로 충전하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 제2 부피인 압축성 재료는 구속 하에 있고 환형 공간 내에 구속 안된 압축성 재료의 부피는 환형 공간의 부피보다 큰 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 환형 공간 내에 구속 안된 압축성 재료의 부피는 환형 공간의 부피보다 약 1% 이상 큰 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 압축성 재료는 소수성 재료, 에어로겔, 실리카 에어로겔, 나노 다공성 실리카 또는 섬유를 포함한 블랑켓인 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 압축성 재료는 약 0.1 내지 약 5 ㎜의 평균 입자 크기를 갖는 입자를 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 블랑켓은 로프티 섬유 구조를 갖는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 압축성 재료는 카본블랙, 이산화티탄, 규산 지르코늄 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 불투명화제를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 용기는 금속, 폴리머, 코폴리머, 직물 또는 이들의 조합으로 구성된 막을 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 용기를 변경하는 단계는 적어도 하나의 용기를 파열하는 단계를 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 용기의 파열은 가열, 전기저항성 가열 기계적 파열, 입사 방사선을 이용한 조사, 압력차의 적용, 화학적 수단 또는 생화학적 수단에 의해 달성되는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 용기를 변경하기 전에 환형 공간에 추가 절연재를 배치하는 단계를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 추가 절연재는 압축성 재료를 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 추가 절연재는 로프티 섬유 구조를 갖는 재료와 에어로겔을 포함하는 블랑켓인 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서, 압축성 재료는 내측 및 외측 배관 사이에서 종방향 또는 방 사상 힘 중 하나 이상을 전달하기 위한 수단인 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서, 하나 이상의 내측 배관 및 외측 배관은 가요성 재료로 제조되는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서, 용기는 장궁형 용기이고 장궁형 용기는 내측 배관의 길이만큼 내측 배관의 외면과 동연을 이루는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  19. 제1항에 있어서, 이격자를 제공하여 이격자를 환형 공간에 배치하는 단계를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  20. 제1항에 있어서, 절연 이중 배관 조립체에 이용되는 이격자의 수는 다른 방법을 이용하여 제조되는 이중 배관 조립체에 요구되는 것보다 적은 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  21. 제1항에 있어서, 이격자가 환형 공간에 존재하지 않는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  22. 제1항에 있어서, 환형 공간은 완전히 에워싸일 때 실질적인 대기압, 대기압보다 낮은 압력 및 대기압보다 큰 압력으로 구성된 그룹에서 선택되는 압력인 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  23. 제1항에 있어서, 용기는 실링된 용기이며, 제1 부피인 적어도 하나의 용기 내의 압축성 재료는 대기압보다 낮은 저감된 압력 하에 있으며, 환형 공간은 적어도 하나의 용기 내부에서 저감된 압력보다 큰 압력을 가지며, 적어도 하나의 용기를 변경하는 단계는 압축성 재료의 부피를 제2 부피로 증가시키기 위해 적어도 하나의 용기의 압력과 환형 공간의 압력을 균등화하는 단계를 포함하는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서, 적어도 하나의 용기 내부의 저감된 압력은 약 0.1 kPa 내지 약 100 kPa인 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  25. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 추가 외측 배관을 추가하는 단계를 추가로 포함하며,
    추가 환형 공간이 외측 배관의 외면과 추가 외측 배관의 내면 사이에 존재하고 추가 환형 공간은 공기, 기공성이고 탄성이고 부피 압축성인 재료, 에어로겔, 블랑켓, 섬유, 에어로겔 함유 블랑켓, 폴리우레탄 발포체 또는 유리 비드로 구성된 그룹에서 선택되는 재료에 의해 채워지는 절연 이중 배관 조립체 제조 방법.
  26. 제1항의 절연 이중 배관 조립체 제조 방법에 따라 제조되는 절연 이중 배관 조립체.
  27. (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과,
    (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과,
    (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과,
    (d) 환형 공간 내에 배치되는 다공성이고 탄성이고 압축성인 재료와,
    (e) 환형 공간 내에 사전 배치되고 환형 공간에서 압축성 재료의 부피보다 적은 부피로 압축성 재료를 사전에 보유하는 적어도 하나의 용기의 잔여부를 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  28. 제27항에 있어서, 이중 배관 조립체의 각 단부는 환형 공간을 완전히 에워싸도록 실링되는 절연 이중 배관 조립체.
  29. 제27항에 있어서, 압축성 재료는 환형 공간을 실질적으로 충전하는 절연 이중 배관 조립체.
  30. 제27항에 있어서, 압축성 재료는 구속 하에 있고 환형 공간 내에 구속된 압축성 재료의 부피는 환형 공간의 부피보다 큰 절연 이중 배관 조립체.
  31. 제27항에 있어서, 환형 공간 내에 구속된 압축성 재료의 부피는 환형 공간의 부피보다 약 1% 이상 큰 절연 이중 배관 조립체.
  32. 제27항에 있어서, 압축성 재료는 소수성 재료, 에어로겔, 실리카 에어로겔, 나노 다공성 실리카 또는 섬유를 포함한 블랑켓인 절연 이중 배관 조립체.
  33. 제27항에 있어서, 압축성 재료는 약 0.1 내지 약 5 ㎜의 평균 입자 크기를 갖는 입자를 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  34. 제32항에 있어서, 블랑켓은 로프티 섬유 구조를 갖는 절연 이중 배관 조립체.
  35. 제27항에 있어서, 압축성 재료는 카본블랙, 이산화티탄, 규산 지르코늄 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 불투명화제를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  36. 제27항에 있어서, 용기는 금속, 폴리머, 직물 또는 이들의 조합을 포함하는 막으로 구성되는 절연 이중 배관 조립체.
  37. 제27항에 있어서, 절연 이중 배관 조립체는 추가 절연재를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  38. 제27항에 있어서, 추가 절연재는 로프티 섬유 구조를 갖는 재료와 에어로겔을 포함하는 블랑켓인 절연 이중 배관 조립체.
  39. 제27항에 있어서, 압축성 재료는 내측 및 외측 배관 사이에서 종방향 힘을 전달하기 위한 수단인 절연 이중 배관 조립체.
  40. 제27항에 있어서, 하나 이상의 내측 배관 또는 외측 배관은 가요성인 절연 이중 배관 조립체.
  41. 제27항에 있어서, 환형 공간에 배치된 이격자를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  42. 제27항에 있어서, 이격자가 환형 공간에 존재하지 않는 절연 이중 배관 조립체.
  43. 제27항에 있어서, 환형 공간은 실질적인 대기압, 대기압보다 낮은 압력 또는 대기압보다 큰 압력으로 구성된 그룹에서 선택되는 압력인 절연 이중 배관 조립체.
  44. 제27항에 있어서, 압축성 재료는 약 0℃의 표면과 약 25℃의 표면 사이에서 측정했을 때 20 mW/m·K 이하의 열전도도를 갖는 절연 이중 배관 조립체.
  45. (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과,
    (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과,
    (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과,
    (d) 환형 공간에 배치되는 나노 다공성 실리카를 포함하되,
    나노 다공성 실리카는 80 ㎏/㎥과 약 140 ㎏/㎥ 사이의 밀도와, 약 0℃의 표면과 약 25℃의 표면 사이에서 측정했을 때 20 mW/m·K 이하의 열전도도를 갖는 절연 이중 배관 조립체.
  46. 제45항에 있어서, 이중 배관 조립체의 각 단부는 환형 공간을 완전히 에워싸도록 실링되는 절연 이중 배관 조립체.
  47. 제45항에 있어서, 나노 다공성 실리카는 환형 공간을 실질적으로 충전하는 절연 이중 배관 조립체.
  48. 제45항에 있어서, 나노 다공성 실리카는 구속 하에 있고 환형 공간 내에 구속 안된 나노 다공성 실리카의 부피는 환형 공간의 부피보다 큰 절연 이중 배관 조 립체.
  49. 제45항에 있어서, 환형 공간 내에 구속 안된 나노 다공성 실리카의 부피는 환형 공간의 부피보다 약 1% 이상 큰 절연 이중 배관 조립체.
  50. 제45항에 있어서, 나노 다공성 실리카는 소수성 다공성 실리카 또는 실리카 에어로겔인 절연 이중 배관 조립체.
  51. 제45항에 있어서, 나노 다공성 실리카는 약 0.1 내지 약 5 ㎜의 평균 입자 크기를 갖는 입자를 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  52. 제45항에 있어서, 절연 이중 배관 조립체는 환형 공간에 배치되는 불투명화재를 추가로 포함하며 불투명화재는 카본블랙, 이산화티탄, 규산 지르코늄 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 절연 이중 배관 조립체.
  53. 제45항에 있어서, 절연 이중 배관 조립체는 내측 배관의 외면과 외측 배관의 내면 사이에 배치되는 추가 절연재를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  54. 제53항에 있어서, 추가 절연재는 로프티 섬유 구조를 갖는 재료와 에어로겔을 포함하는 블랑켓인 절연 이중 배관 조립체.
  55. 제45항에 있어서, 나노 다공성 실리카는 내측 및 외측 배관 사이에서 종방향 힘을 전달하기 위한 수단인 절연 이중 배관 조립체.
  56. 제45항에 있어서, 하나 이상의 내측 배관 또는 외측 배관은 가요성인 절연 이중 배관 조립체.
  57. 제45항에 있어서, 환형 공간에 배치된 이격자를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  58. 제45항에 있어서, 이격자가 환형 공간에 존재하지 않는 절연 이중 배관 조립체.
  59. 제45항에 있어서, 환형 공간은 실질적인 대기압, 대기압보다 낮은 압력 또는 대기압보다 큰 압력으로 구성된 그룹에서 선택되는 압력인 절연 이중 배관 조립체.
  60. (a) 적어도 하나의 내측 배관의 길이가 외측 배관의 길이보다 크고 적어도 하나의 내측 배관의 대향하는 단부들이 외측 배관의 대향하는 단부들을 넘어 연장되고 내측 배관들이 배관을 통한 유체 유동을 위해 서로 접하여 연통되도록 두 개의 절연 이중 배관 조립체 중 하나의 적어도 하나의 내측 배관의 단부가 두 개의 절연 이중 배관 조립체 중 다른 것의 적어도 하나의 내측 배관의 단부에 실링 가능하게 연결되는 제45항에 따른 두 개의 절연 이중 배관 조립체와,
    (b) 이중 배관 조립체들을 수납하기 위한 크기를 갖는 보어를 갖는 관상 구조 형태의 슬리브를 포함하되, 슬리브의 일 단부는 두 개의 절연 이중 배관 조립체 중 하나의 외측 배관에 실링 가능하게 연결되고 슬리브의 타 단부는 두 개의 절연 이중 배관 조립체 중 다른 것의 외측 배관에 실링 가능하게 연결되는 절연 이중 배관 시스템.
  61. 제60항에 있어서, 두 개의 절연 이중 배관 조립체의 내측 배관들과 슬리브 사이의 공간에 배치되는 절연재를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 시스템.
  62. (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과,
    (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과,
    (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과,
    (d) 다공성이고 탄성이고 압축성인 압축된 재료를 수용하고 환형 공간 내에 배치되는 적어도 하나의 용기와,
    (e) 외측 배관의 내면과 용기(들) 사이에 형성된 빈 공간을 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  63. 제62항에 있어서, 중심조절기 또는 이격자를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  64. 제62항에 있어서, 압축성 재료는 에어로겔을 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  65. 제62항에 있어서, 상기 용기는 환형 공간 내에 사전 배치되고 환형 공간에서 압축성 재료의 부피보다 적은 부피로 압축성 재료를 사전에 보유하는 용기의 잔여부를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  66. 내측 배관, 외측 배관 및 이들 사이에 절연재를 포함하며, 절연재는 내측 배관과 외측 배관 사이에 종방향 또는 방사상 하중 중 하나 이상을 제공하며 절연재는 내측 배관이나 외측 배관에 접착제로 접합되지 않은 절연 이중 배관 시스템.
  67. (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과,
    (b) 다공성이고 탄성이고 압축성인 압축된 재료를 수용하고 내측 배관(들)에 부착되는 적어도 하나의 용기와,
    (c) 외측 배관의 내면과 용기(들)의 외면이 부분적으로 또는 완전히 직접 접촉하도록 용기(들) 위에 적용된 외측 배관을 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  68. 제67항에 있어서, 외측 배관은 권취, 압출, 분무, 몰딩 또는 열 수축 중 하나 이상에 의해 용기 위에 적용된 절연 이중 배관 조립체.
  69. 제67항에 있어서, 상기 외측 배관은 엘라스토머, 실리콘, 열경화성 폴리머, 열가소성 폴리머, 폴리머 발포체 및 복합재로 구성된 그룹에서 선택되는 재료로 구성되는 절연 이중 배관 조립체.
  70. 제67항에 있어서, 상기 용기(들)는 외측 배관이 적용되기 전에 우선 슬리브 내부에 부분적으로 또는 완전히 에워싸이는 절연 이중 배관 조립체.
  71. (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과,
    (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과,
    (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과,
    (d) 다공성이고 탄성이고 압축성인 압축된 재료를 수용하고 환형 공간 내에 배치되고 슬리브 내부에 부분적으로 또는 완전히 에워싸이는 적어도 하나의 용기를 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
  72. 제70항에 있어서, 상기 슬리브는 알루미늄, 강, 아연도금강, 스테인레스강, 엘라스토머, 열경화성 폴리머, 열가소성 폴리머, 폴리머 발포체 및 복합재 중 하나 이상으로 구성되는 절연 이중 배관 조립체.
  73. 제70항에 있어서, 상기 슬리브는 탄성재인 절연 이중 배관 조립체.
  74. (a) 외면을 갖는 적어도 하나의 내측 배관과,
    (b) 적어도 하나의 내측 배관 둘레에 배치되는 내면을 갖는 외측 배관과,
    (c) 외측 배관의 내면과 적어도 하나의 내측 배관의 외면 사이에 형성된 환형 공간과,
    (d) 다공성이고 탄성이고 압축성인 압축된 재료를 수용하고 환형 공간 내에 배치되는 적어도 하나의 용기를 포함하되, 슬리브가 상기 용기와 상기 압축성 재료 사이에 배치되는 절연 이중 배관 조립체.
  75. 제26항, 제27항, 제45항, 제60항, 제62항, 제66항, 제67항, 제71항 또는 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 내측 및 외측 배관은 금속, 금속 합금, 엘라스토머, 열경화성 폴리머, 열가소성 폴리머, 폴리머 발포체, 복합재 및 세라믹에서 선택되는 재료로 제조되는 절연 이중 배관 조립체.
  76. 제67항, 제71항 또는 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 이중 배관 조립체는 환형 공간에 배치되는 추가 절연재를 추가로 포함하는 절연 이중 배관 조립체.
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