KR20100093962A - 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관 설비에 설치되는, 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓에 관한 것이다.

본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓은, 투명 실리콘고무 재질의 하부시트층과; 하부시트층의 상부에 위치하며, 10 ~ 40 %의 공극율을 갖는 투명 실리콘고무 재질로 이루어져 있고, 상기 하부시트층에 비해 4 ~ 5 배 두껍게 형성된 상부시트층과; 하부시트층과 상부시트층 사이에 위치하며, 다수 개의 발열선이 일정한 간격으로 이격되어 나란히 배치되어 있고, 발열선의 상부에 직조된 상부천이 배치되어 있으며, 발열선의 하부에 직조된 하부천이 배치되어 있고, 발열선 사이의 공간 및 상부천 및 하부천까지 투명 실리콘레진이 채워져 구성되어 있고, 투명 실리콘레진이 상부시트층과 하부시트층에 접착되어 구성된 발열층;을 포함하여 구성된다.

본 발명에 의해, 히팅 자켓을 투명하게 형성함으로써 내부 발열선이 단락되거나 합선이 일어날 경우 발생하는 발열선의 발색을 육안으로 식별할 수 있게 하여 별도의 센서 등과 같은 전자 장비를 구비하지 않아도 간편하게 히팅 자켓의 작동 상태를 파악할 수 있게 되고, 하나의 발열선을 감아 직렬로 형성하지 않고 다수 개의 발열선을 병렬로 연결함으로써 일측 구간에서 단락이 발생하더라도 히팅 작업이 지속적으로 이루어질 수 있게 되며, 하부시트층과 상부시트층의 사이에 투명 실리콘레진으로 된 발열층을 위치시킴으로써 하부시트층과 상부시트층이 발열층에 의해 일체화되어 익스팬션 조인트나 밸브를 감싸는 과정에서 상부시트층과 하부시트층 사이에 틈이 발생하여 공기가 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 상부시트층을 하부시트층보다 두껍게 형성하되 상부시트층에는 다수의 공극을 형성함으로써 단열성을 갖도록 하여 열 효율이 향상되며, 발열선의 상부와 하부에 상부천과 하부천을 각각 설치함으로써 치수 변형성을 감소시켜 발열선이 단락되는 것을 줄이고, 발열층에 상부시트층과 하부시트층이 견고하게 고정되며, 상부시트층의 양 쪽 끝단 또는 하부시트층의 양 쪽 끝단에 한 쌍의 밸크로테이프를 설치함으로써 익스팬션 조인트나 밸브를 감싼 후 별도의 끈 등이 없이도 마무리 작업을 원할하게 진행할 수 있게 된다.

가스, 배관, 히팅, 자켓, 투명, 공극

Description

상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓{Transparent heating jacket with upper fabric and lower fabric}

본 발명은 배관 설비에 설치되는 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 공정설비, 가스 설비 등과 같이 가스가 이동하는 가스배관에는 이 가스 배관을 통과하는 가스가 액화되는 것을 방지하기 위하여 가스 배관의 외부에 단열재를 설치한다.

그런데, 평평한 구조를 갖는 파이프 외의 익스펜션 조인트나 밸브가 설치되어 있는 지점에서는 단열재의 설치가 용이하지 못할 뿐만 아니라 복잡한 내부 구조로 인해 가스의 액화가 심하거나 내부 굴곡에 가스가 액화되면서 발생하는 찌꺼기가 끼는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 가스 배관의 익스펜션 조인트나 밸브 등의 외부에 히팅 자켓을 설치하여 온도의 하락을 방지하고 있다.

이러한 히팅 자켓과 관련된 기술로, '가스배관의 히팅장치'(한국 공개특허 제10-2005-0064053호)에는 종래기술로써 도 1에 도시된 것처럼 소정길이를 갖는 가스배관(3)에 히팅장치가 외면을 전부 감싸는 상태로 설치되도록 구성되고, 히팅장치는 소정의 면적을 갖는 히터자켓의 내부에 히터코일(1)이 소정의 패턴으로 구비되며, 히터코일(1)의 양끝은 외부로 인출되어 도시되지 않은 전원(+,-)과 연결시키는 기술이 공개되어 있다.

여기서 히터자켓은 헝겊이나 천 재질로 이루어져 있어, 가스배관(3)으로 지나가는 가스를 히팅시키고자 할 경우, 이 가스배관(3)에 히터자켓(2)를 감싼 후 히터코일(1)에 전원이 공급되면, 히터코일(1)이 가열되고, 그 열원이 가스배관(3)에 전달되어 가스의 냉각을 방지하도록 하는 기술이 공개되어 있다.

그런데, 이처럼 천이나 헝겊으로 히터자켓을 형성할 경우 히터자켓과 히터코일 사이에 수분이 들어가게 되고, 이로 인해 히터코일이 합선되는 문제점이 자주 발생했다.

또, 히터자켓을 감싸는 과정에서 히터코일이 단락되어 제대로 작동하지 못하는 문제점도 발생했다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, 도 2의 상기 공개특허공보에 제시된 바와 같이 히터코일로(1) 배관을 감싼 다음에 그 외측으로 보호관(4)을 설치하고, 보호관 일측에 온도측정디스플레이부재를 설치하여 보호관 내측의 온도를 측정함으로써 단락 및 합선 여부를 파악하고, 단락이나 합선을 방지하도록 한 기술이 공개되었다.

그러나, 상기와 같이 온도측정디스플레이부재를 구비해야 하는 점, 별도의 보호관을 설치해야 하는 문제점이 있었다.

또, 관을 감싸고 있는 히터코일이 결로에 의해 발생하는 수분에 의해 합선되는 것을 방지할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 방법으로는 외측으로 한 쌍의 경화된 고무를 설치하고, 각 경화된 고무의 내측에 천을 설치하며, 그 내측으로 미경화된 고무를 설치한 후 한 쌍의 미경화된 고무 내측에 발열선을 설치한 후 상,하로 프레스를 가함으로써 발열선 주변을 진공 상태로 만들어 발열선이 수분에 의해 합선되는 것을 방지하도록 하기도 한다.

그런데, 이 경우 상하로 프레스를 가할 때 발열선의 일부가 손상되어 끊어지게 되는 문제점이 있었다.

또, 프레스에 의한 접착 후 발열선을 기준으로 상부와 하부의 고무가 일부 구간에서 박리되고, 이로 인해 박리 구간을 통해 수분과 공기가 스며들어 발열선이 합선되는 문제점도 있었다.

또한, 이 경우 역시 별도의 센서 없이는 합선 여부, 단락 여부를 파악할 수 없었다.

본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 히팅 자켓을 투명하게 형성함으로써 내부 발열선이 단락되거나 합선이 일어날 경우 발생하는 발열선의 발색을 육안으로 식별할 수 있게 하여 별도의 센서 등과 같은 전자 장비를 구비하지 않아도 간편하게 히팅 자켓의 작동 상태를 파악할 수 있게 하려는 것이다.

특히, 하나의 발열선을 감아 직렬로 형성하지 않고 다수 개의 발열선을 병렬로 연결함으로써 일측 구간에서 단락이 발생하더라도 히팅 작업이 지속적으로 이루어질 수 있게 하려는 것이다.

또한, 하부시트층과 상부시트층의 사이에 투명 실리콘레진으로 된 발열층을 위치시킴으로써 하부시트층과 상부시트층이 발열층에 의해 일체화되어 익스펜션 조인트나 밸브를 감싸는 과정에서 상부시트층과 하부시트층 사이에 틈이 발생하여 공기가 내부로 유입되는 것을 방지하려는 것이다.

특히, 상부시트층을 하부시트층보다 두껍게 형성하되 상부시트층에는 다수의 공극을 형성함으로써 단열성을 갖도록 하여 열 효율을 향상시키려는 것이다.

또, 발열선에 인장 또는 찍힘에 의하여 변형되지 않도록 상부와 하부에 상부천과 하부천을 각각 설치함으로써 치수 변형성을 감소시켜 발열선이 단락되는 것을 줄이고, 발열층에 상부시트층과 하부시트층을 견고하게 고정시키려는 것이다.

또한, 상부시트층의 양 쪽 끝단 또는 하부시트층의 양 쪽 끝단에 한 쌍의 밸 크로테이프를 설치함으로써 익스펜션 조인트나 밸브를 감싼 후 별도의 끈 등이 없이도 마무리 작업을 원할하게 진행하려는 것이다.

본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 투명 실리콘고무 재질의 하부시트층과; 하부시트층의 상부에 위치하며, 10 ~ 40 %의 공극율을 갖는 투명 실리콘고무 재질로 이루어져 있고, 상기 하부시트층에 비해 4 ~ 5 배 두껍게 형성된 상부시트층과; 하부시트층과 상부시트층 사이에 위치하며, 다수 개의 발열선이 일정한 간격으로 이격되어 나란히 배치되어 있고, 발열선의 상부에 직조된 상부천이 배치되어 있으며, 발열선의 하부에 직조된 하부천이 배치되어 있고, 발열선 사이의 공간 및 상부천 및 하부천까지 투명 실리콘레진이 채워져 구성되어 있고, 투명 실리콘레진이 상부시트층과 하부시트층에 접착되어 구성된 발열층;을 포함하여 구성된다.

이때, 발열선들의 일측 끝단을 연결하는 일측전극과, 타측 끝단을 연결하는 타측전극이 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상부천과 하부천은 올 간격이 3 ~ 8 mm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상부시트층의 양 쪽 끝단 또는 하부시트층의 양 쪽 끝단에 한 쌍의 밸크로테이프가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

아울러, 발열층의 발열선과 하부천 사이에 투명 실리콘고무 재질의 보조시트층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 히팅 자켓을 투명하게 형성함으로써 내부 발열선이 단락되거나 합선이 일어날 경우 발생하는 발열선의 발색을 육안으로 식별할 수 있게 하여 별도의 센서 등과 같은 전자 장비를 구비하지 않아도 간편하게 히팅 자켓의 작동 상태를 파악할 수 있게 된다.

특히, 하나의 발열선을 감아 직렬로 형성하지 않고 다수 개의 발열선을 병렬로 연결함으로써 일측 구간에서 단락이 발생하더라도 히팅 작업이 지속적으로 이루어질 수 있게 된다.

또한, 하부시트층과 상부시트층의 사이에 투명 실리콘레진으로 된 발열층을 위치시킴으로써 하부시트층과 상부시트층이 발열층에 의해 일체화되어 익스펜션 조인트나 밸브를 감싸는 과정에서 상부시트층과 하부시트층 사이에 틈이 발생하여 공기가 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 상부시트층을 하부시트층보다 두껍게 형성하되 상부시트층에는 다수의 공극을 형성함으로써 단열성을 갖도록 하여 열 효율이 향상된다.

또, 발열선의 상부와 하부에 상부천과 하부천을 각각 설치함으로써 치수 변형성을 감소시켜 발열선이 단락되는 것을 줄이고, 발열층에 상부시트층과 하부시트층이 견고하게 고정된다.

또한, 상부시트층의 양 쪽 끝단 또는 하부시트층의 양 쪽 끝단에 한 쌍의 밸크로테이프를 설치함으로써 익스펜션 조인트나 밸브를 감싼 후 별도의 끈 등이 없 이도 마무리 작업을 원할하게 진행된다.

이하, 본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓에 대하여 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓의 기본 구조를 나타낸 단면도이다.

도면에 나타나 있는 바와 같이 본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓은 아래에서 위로 하부시트층(20), 발열층(30), 상부시트층(10)으로 구성된다.

하부시트층(20)과 상부시트층(10)은 각각 투명 실리콘고무 재질로 형성되어 있다.

이때, 상부시트층(10)은 하부시트층(20)과 달리 공극율이 10 ~ 40 %에 달하는 것을 특징으로 한다.

이처럼 상부시트층(10)에 공극(11)을 형성한 것은 외측으로의 단열성을 높이도록 한 것으로 발열층(30)에서 발열된 열이 상부보다 하부측으로 더 전달될 수 있도록 하기 위함이다.

이를 위해 상부시트층(10)은 하부시트층(20)에 비해 4 ~ 5 배 더 두껍게 형성하는 것을 특징으로 한다.

즉, 상부시트층(10) 두께를 더 두껍게 하고, 내부에 공극(11)을 형성함으로 써 상측으로 열이 통과하는 것을 차단하고 하측으로 보다 더 이동할 수 있게 하려는 것이다.

그 중에서도 하부시트층(20)은 0.2 ~ 5 mm 의 두께로 형성하고, 상부시트층(10)은 1 ~ 25 mm 의 두께를 갖도록 형성하는 것이 가장 바람직하다 할 것이다.

이때, 상부시트층(10)과 하부시트층(20)은 익스펜션 조인트나 밸브를 감쌀 수 있도록 플렉시블한 재질을 갖는 것을 특징으로 한다.

이러한 상부시트층(10)과 하부시트층(20)을 투명 실리콘고무 재질로 형성하는 것은 공지된 다양한 투명 실리콘고무 제조 기술을 적용하면 된다 할 것이므로 구체적인 제조 방법에 대한 기재는 생략하기로 한다.

발열층(30)은 도시된 것처럼 상부시트층(10)과 하부시트층(20)의 중간에 위치하며, 다수 개의 발열선(31)이 일정한 간격으로 이격되어 나란히 배치되어 있다.

이때, 발열선(31)의 상부와 하부에는 각각 격자로 직조된 상부천(32)과 하부천(33)이 배치되어 있다.

이 상태에서 각 발열선(31) 사이의 공간 및 상부천(32) 및 하부천(33)까지 투명 실리콘레진이 채워져 구성되어 있다.

이러한 발열층(30)의 구성은 하부시트층(20)과 상부시트층(10)을 각각 준비한 후 상부시트층(10)에 상부에 투명 실리콘레진을 도포한 후 그 위에 하부천(33)을 배치하고, 그 위에 다시 투명 실리콘레진을 도포한 후 그 위에 발열선(31)을 일정한 간격으로 배치하고, 각 발열선(31) 사이 공간에 투명 실리콘레진을 채운 후 그 발열선(31) 상부까지 투명 실리콘레진을 도포한 다음 다시 그 위에 상부천(32)을 배치하고, 상부천(32) 위에 다시 투명 실리콘레진을 도포한 후 그 위에 상부시트층(10)을 덮은 다음 경화시켜 형성한다.

이 밖에도 하부시트층(20) 위에 하부천(33)을 배치하고, 그 위에 발열선(31)을 배치한 다음 다시 그 위에 상부천(32)을 배치한 상태에서 액상의 투명 실리콘레진을 충분히 도포한 다음 그 위에 상부시트층(10)을 덮은 다음 경화시켜 형성할 수도 있다.

이와 같은 발열층(30)의 구성은 종래의 프레스를 이용한 방법에 비해 발열선(31)의 손상을 방지할 수 있게 된다.

또, 상부시트층(10)과 하부시트층(20), 발열층(30)이 완전히 일체화 됨으로써 제조된 자켓이 밴딩될 때 상부시트층(10)과 하부시트층(20)이 분리되어 떨어지는 것을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한, 발열선(31)이 열에 의해 팽창할 때도 상부시트층(10), 하부시트층(20), 발열층(30)이 유사한 물성에 의하여 팽창, 수축하는 정도가 비슷하여 열에 의한 분리 현상이 잘 발생되지 않게 된다.

특히, 상부천(32)과 하부천(33)은 탄성이 작은 천으로 직조함으로써 상부시트층(10)과 하부시트층(20)의 탄성이 높다 하더라도 잘 신축되지 않게 함으로써 상부시트층(10)과 하부시트층(20) 사이의 발열선(31)이 탄성에 의한 단락이 잘 일어나지 않게 된다.

또, 상부천(32)과 하부천(33)은 각각 발열층(30)이 상부시트층(10)과 하부시 트층(20)에 접촉하는 면적을 증가시켜 접착 강도를 향상시켜주게 된다.

더욱이, 이상과 같이 투명한 재질로 형성된 히팅 자켓은 발열선(31)이 이상 과열되게 되면 빨갛게 변색되므로 작업자가 직접 시력을 통해 이를 확인할 수 있게 된다.

즉, 공기와 접촉하게 되면 산화에 의해 발열선(31)이 빨갛게 변색되므로 공기의 접촉 여부를 확인할 수 있으며, 수분이 접촉되면 합선에 의해 스파크가 발생하게 되므로 이 역시 눈으로 쉽게 확인할 수 있게 되는 것이다.

또, 타는 현상이 발생하게 되면 투명한 상부시트층(10)과 하부시트층(20)에 그으름 등이 발생하게 되므로 이 역시 작업자들이 확인할 수 있게 된다.

따라서, 복잡하게 센서, 경보기 등을 설치하지 않고도 가스 배관 중에 설치된 히팅 자켓에 이상이 발생하는 지의 여부를 쉽게 확인할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상부천(32)과 하부천(33)이 발열선(31)의 상부와 하부에 위치한 관계로 상부천(32)과 하부천(33)에 의하여 발열선(31)의 육안 식별이 어려워서는 안된다.

따라서, 상부천(32)과 하부천(33)은 각각 올의 간격을 3 ~ 8 mm로 형성하여 육안으로 발열선(31)을 식별 가능하게 하는 것이 좋다.

이때, 올 간격이 너무 크게 되면 치수 변형에 대한 저항이 작아지므로 바람직하지 않다.

이상과 같은 본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓은 직렬로 연 결할 수도 있으나, 도 5에 도시된 것처럼 각 발열선(31)들의 일측 끝단을 한번에 연결하는 일측전극(40)과, 타측 끝단을 한번에 연결하는 타측전극(41)을 설치하여 병렬로 연결하는 것이 보다 바람직하다.

이는, 작은 관경을 갖는 발열선(31)을 이용하여 히팅 자켓을 형성할 경우 익스펜션 조인트를 감싸거나 밸브를 감싸는 과정에서 발열선(31)에 단락이 발생할 경우 제품을 교체해야 하는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

즉, 일부 구간에 변형이나 압력이 가해져 단락이 발생되더라도 다른 구간에서 전기가 통하여 발열이 지속적으로 이루어짐으로써 제품 수명을 연장시킬 수 있게 되고 유지, 관리의 빈도를 줄일 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 구성에서 도 6과 같이 발열층(30)의 발열선(31)과 하부천(33) 사이에 투명 실리콘고무 재질의 보조시트층(50)을 더 형성할 수도 있다.

보조시트층(50)을 형성하는 이유는, 두꺼운 시트를 적게 겹치는 것보다 두께가 얇은 시트를 다수 겹치는 구성이 휨이 작용할 때 각 시트의 틈이 덜 벌어지기 때문이다.

아울러, 도 7에 도시된 바와 같이 상부시트층(10)의 양 쪽 끝단 또는 하부시트층(20)의 양 쪽 끝단에 한 쌍의 밸크로테이프(60, 61)를 설치할 수 있다.

이와 같이 밸크로테이프(60, 61)를 설치하게 되면 익스펜션 조인트나 밸브를 본 발명의 히팅 자켓으로 감싼 후 클램프 기능을 하는 별도의 부재를 설치할 필요 없이 자체 구비된 밸크로테이프(60, 61)를 통해 고정시켜 간편하게 설치를 완료할 수 있게 된다.

본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓은 가스 배관의 익스펜션 조인트나 밸브 등에 설치되는 것이 바람직하나 가스 배관 자체에 설치될 수도 있다 할 것이다.

도 1은 종래의 히팅 자켓의 예를 나타낸 개략도.

도 2는 종래의 또다른 히팅 자켓의 예를 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓의 구조를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발며의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓의 한 예를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓에 발열선이 병렬로 배치된 상태를 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓에 보조시트층이 설치된 예를 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명의 상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓에 밸크로테이프가 설치된 예를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>

1 : 히터코일 2 : 히터자켓

3 : 가스배관 4 : 보호관

10 : 상부시트층 11 : 공극

20 : 하부시트층 30 : 발열층

31 : 발열선 32 : 상부천

33 : 하부천 40 : 일측전극

41 : 타측전극 50 : 보조시트층

60, 61 : 밸크로테이프

Claims (5)

1. 배관 설비에 설치되는 히팅 자켓에 있어서,

   투명 실리콘고무 재질의 하부시트층(20)과;

   상기 하부시트층(20)의 상부에 위치하며, 10 ~ 40 %의 공극율을 갖는 투명 실리콘고무 재질로 이루어져 있고, 상기 하부시트층(20)에 비해 4 ~ 5 배 두껍게 형성된 상부시트층(10)과;

   상기 하부시트층(20)과 상부시트층(10) 사이에 위치하며, 다수 개의 발열선(31)이 일정한 간격으로 이격되어 나란히 배치되어 있고, 발열선(31)의 상부에 직조된 상부천(32)이 배치되어 있으며, 발열선(31)의 하부에 직조된 하부천(33)이 배치되어 있고, 발열선(31) 사이의 공간 및 상부천(32) 및 하부천(33)까지 투명 실리콘레진이 채워져 구성되어 있고, 투명 실리콘레진이 상부시트층(10)과 하부시트층(20)에 접착되어 구성된 발열층(30);을 포함하여 구성된,

   상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 발열선(31)들의 일측 끝단을 연결하는 일측전극(40)과, 타측 끝단을 연결하는 타측전극(41)이 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,

   상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 상부천(32)과 하부천(33)은 올 간격이 3 ~ 8 mm인 것을 특징으로 하는,

   상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 상부시트층(10)의 양 쪽 끝단 또는 하부시트층(20)의 양 쪽 끝단에 한 쌍의 밸크로테이프(60, 61)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,

   상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 발열층(30)의 발열선(31)과 하부천(33) 사이에 투명 실리콘고무 재질의 보조시트층(50)이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

   상부천과 하부천을 갖는 투명 히팅 자켓.

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