KR20180026383A - 실린더형 열보호 외피 및 캡 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세장형 구조요소(50)의 길이를 커버하기 위한 원통형 열보호 외피(1;60)로서, 열전도도가 800℃에서 0.11　W/m·℃ 이하이고 두께가 50mm 미만인 샌드위치형 복합 단열시스템(10, 12, 16, 18, 20)을 포함하는 원통형 열보호 외피에 관한 것이다.

Description

열보호 외피

본 발명은 세장형 요소 및 특히 세장형 구조요소의 열보호를 위한 단열시스템 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명은 원통형 하중지지구조, 인장부재 및 이들의 앵커리지 부품 또는 외부 사후인장 텐던(post-tensioning tendon) 또는 단부 앵커리지를 포함하는 인장 케이블에서 발견되는 인장 케이블을 포함하는 원통형 구조물의 열보호에 관한 것이다.

이러한 세장형 구조요소 및 특히 인장요소는 전형적으로 특히 교량, 건물, 특수 압력 격납구조, 옹벽 및 주로 콘크리트 또는 강(steel)으로 건설된 기타 구조물의 힘 전달에 사용되는 고강도 냉간 압연강과 같은 고강도 재료를 사용하여, 작은 횡단면을 갖는 경량요소를 통한 집중된 힘의 전달을 가능하게 한다. 대부분의 경우, 이러한 인장요소는 사전응력(pre-stress)이라고도 하는 상당한 프리로드(pre-load)를 주변 구조물에 인가하도록 프리텐션(pre-tension)된다.

본 발명은 세장형 구조요소, 특히 사후-인장 텐던, 스테이 케이블 등의 열보호를 위한 원통형 외피에 관한 것이다. 이러한 외피는 케이블, 텐던 또는 파이프의 주행부 둘레로 끼워지는 슬리브를 형성한다. 보다 일반적으로, 이 외피는 열 손상에 민감한 고강도 강 또는 다른 고인장 강도의 재료로 만들어진 임의의 구조적 세장요소에 대한 열보호에 이용할 수 있다. 상기 외피는 또한 케이블의 주행부가 주변 구조물 또는 지지 구조믈의 부재를 관통하는 영역에 대한 보호를 제공하기 위한 그와 같은 형상으로 적용될 수 있다. 상기 외피는 원통형 캡과 결합되어 이런 케이블의 말단부를 보호할 수 있다.

또한, 본 발명은 구조요소의 말단부의 열보호를 위한, 특히 사후-인장 텐던, 인장 케이블, 또는 그라운드 앵커 등의 단부 앵커리지용의 원통형 캡에 관한 것이다. 이러한 캡은 앵커리지/파이프, 특히 앵커 단부 또는 파이프 단부 위에 설치되는 커버를 형성한다. 이 캡은 특히 고인장 강도의 강 또는 다른 고인장 강도의 재료로 만들어진 임의의 구조적 세장요소의 단부에 대한 열보호에 이용할 수 있다.

보다 상세하게, 본 발명은 예를 들어 탄화수소 연소로 인해 야기되는 극한의 열부하 시나리오에 대한 보호에 관한 것이다. 많은 다른 타입의 구조물상에 있는 세장형 구조요소는 사고나, 고의로 예를 들어 차량이나 선박 충돌 또는 연료의 연이은 연소로 인한 유출, 건설 또는 유지보수 작업에 사용되는 탄화수소 물질의 연소의 결과로서 이와 같은 화재사건, 또는 고체, 액체 또는 기체 상태의 탄화수소 물질을 포함하는 구조물의 수명 동안 기타 불시사건에 노출될 수 있다. 이러한 극한의 부하 시나리오로 인해 온도가 대표적으로 30분을 훨씬 초과할 수 있으며 때로는 60분 또는 심지어 90분을 초과할 수도 있는 기간동안 600℃를 초과하게 되고 어떤 경우에는 한정된 환경이나 구속되지 않은 환경에서 1000℃를 초과하게 된다.

이러한 구조적 세장요소의 단부 앵커리지는 통상적으로 앵커리지의 단부에 있는 고응력요소를 주변 구조물에 고정하기 위해 상이한 재료들 간에 직접적인 베어링 또는 마찰 또는 본딩시킴으로써 기계적 고정에 의존한다. 이들 단부 앵커리지는 화재사건에 직접 노출되거나 케이블의 주행길이 가까이에 화재사건이 발생하고 케이블이 연이어 열전도체로서 작용할 때 과도한 가열을 경험할 수 있다.

이러한 단부 앵커리지는 구조요소의 일반적인 부하 시나리오를 만족시키는 데 참여한다. 온도가 상승하면, 고인장 강도 재료의 이완 비율은 전형적으로 증가하고 강도는 감소한다. 냉간 인장강도가 높은 강(steel)은 특히 제조과정에서 강철을 냉간 성형하여 얻은 강도이득(strength gain)이 임계온도 이상으로 가열됨으로써 대체로 역전되어, 결과적으로 사전응력이 상실되고 구조적 저항이 전반적으로 감소하게 된다. 더욱이, 과도한 가열로 단부 앵커리지에서 응력요소의 슬리피지(slippage) 또는 쇠약이 야기될 수 있다. 부재의 스팬(span)을 따른 주변 콘크리트층 또는 다른 구조층 또는 보호층은 광범위한 열적 이완 및 강도 손실 가능성을 줄여 종종 바람직하지 않은 온도 상승으로부터 고강도 강을 보호한다. 그러나, 앵커리지가 극단적인 열적 이벤트 동안 대표적으로 고온에 노출되기 때문에, 단부 앵커리지 배열뿐만 아니라 구조 외부의 인장부재가 영향을 받기 쉽습니다.

연이어, 구조요소의 최종 말단부를 포함한 이와 같이 고도로 응력이 가해진 세장형 구조요소는 높은 열 부하로 스틸(steel) 이완, 텐던 파괴 또는 앵커리지 슬리피지 또는 고장이 발생할 가능성이 증가하여, 사전응력 또는 궁극적인 저항이 전체적으로 상실된다. 스트랜드 및 와이어로 만들어진 고강도 스틸 텐던 사이의 주변 콘크리트 및 더 공고해진 접합으로 인해, 콘크리트 또는 다른 구조물 내부의 통상적인 사후인장 케이블에서는 열 부하의 결과가 감소된다. 그러나, 외부 케이블, 특히 구조물 또는 스테이 케이블 외부의 사후인장 케이블은 외부 화재사건 동안 노출되기 때문에 열 부하에 매우 취약하다. 따라서, 외부 화재사건의 직접적인 결과로서 스틸 이완, 텐던 파괴 또는 앵커리지 슬리피지 위험이 외부 사후인장 케이블 또는 스테이 케이블에 훨씬 더 크다. 이러한 케이블이 하중 및 낮은 수준의 중복을 전달하는 집중된 방식으로 인해, 교량, 보, 거더, 케이블 지지형 타워 또는 마스트 또는 지붕현가 시스템과 같은 외부 사후인장 텐돈, 케이블 스테이 또는 기타 노출된 케이블을 포함한 토목 구조물의 구조적 안전성은 화재 발생시 케이블의 손실에 의해 심각하게 영향받을 수 있다.

외부 사후인장 케이블 및 특히 스테이 케이블과 같은 세장형 구조 부재의 주행부는 길이방향 세장의 변화, 축방향 케이블 힘의 변화나 바람 항력과 같은 측방향 하중의 변화로 인한 또는 바람의 영향으로 인한 케이블의 가진(excitation) 또는 요동치는 하중 또는 기타 외부 영향에 의해 야기된 구조물의 진동과의 결합을 통한 가진에 의해 초래된 진동으로 인한 케이블 새그(cable sag)의 진동과 같은 다양한 영향을 받아 자유롭게 움직인다. 그 결과, 케이블의 주행부가 채택하는 기하학적 곡선이 달라질 수 있으며 주변 또는 지지 구조물과 케이블의 단부 앵커리지에 대해 상대적으로 큰 움직임이 발생할 수 있다. 이러한 움직임은 제어되지 않은 채 있거나 케이블의 주행부와 주변 구조물 사이에 설치된 가이드, 스토퍼 또는 댐퍼의 사용에 의해 제어 또는 제한되는 케이블의 성능에 유해(앵커리지에서의 벤딩, 피로, 케이블과 주변 구조물 사이의 기계적 충격에 의한 손상, 구조물의 사용자에 안락함이 용인 할 수 없을 정도로 감소)한 것으로 간주될 수 있다. 이는 점탄성 수단 또는 러빙(rubbing) 또는 마찰에 의해 작용하는 수단에 의해 이러한 상대 운동을 댐핑시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 댐핑수단은 요구되는 댐핑성능을 발전시키기 위해 단부 앵커리지로부터 일정 거리로 케이블에 연결된다.

이러한 케이블의 유연한 성질 및 큰 움직임을 수용할 필요성을 감안할 때, 케이블의 주행길이에 제공된 열보호 외피는 상기 외피의 형태를 케이블의 변하는 새그(sag) 라인 및 열보호 요소와 주변 구조물 사이의 경계면에서 상대적으로 큰 로컬 변위에 적응할 수 있어야 한다. 게다가, 케이블 새그를 과도하게 증가시키지 않기 위해 케이블에 의해 지지되는 경우, 외피의 자체 중량은 케이블의 자체 중량에 비해 작게 유지되어야 한다.

케이블과 주변 또는 지지 구조물 사이의 상대 이동을 제한하기 위해 가이드, 스토퍼 또는 댐퍼를 장착할 필요가 있는 경우, 열보호 외피는 구조물의 수명 동안 검사, 유지보수 및 그러한 장치의 발생가능한 교체를 위해 제거가 용이할 필요가 있다. 따라서, 외피는 가볍고 모듈식이어야 한다.

이러한 스테이 케이블은 전형적으로 수평 바람 하중에 모두 노출되는 브릿지 데크, 현가식 지붕 구조물 또는 높은 마스트 및 타워를 지탱한다. 스테이 케이블 상에 바람 항력에 의해 발생된 수평하중은 구조물에 대한 총 수평하중의 상당부를 차지할 수 있다(어떤 경우 총 수평 바람하중의 50%를 초과한다). 따라서, 스테이 케이블의 외경을 제한하고 케이블을 공기역학적으로 최적화된 표면에 맞추어 바람 항력을 최소화하는 것이 가장 중요하다. 따라서. 케이블에 장착된 열보호 피복은 직경이 작아야 한다.

스테이 케이블 및 구조로부터 결합해제된 몇몇 다른 타입의 외부 케이블과는 달리, 결합된 사후인장 텐던에서 그라우트 캡슐화가 있음으로 인해 스트랜드/와이어 및 주변 콘크리트 간에 발현된 결합으로 인해 스트랜드 또는 와이어로 제조된 고인장강 텐던에 국소적인 열부하의 결과가 감소되는 경향이 있다. 그러나, 발현된 그라우트 본드를 통한 텐던과 콘크리트 사이에 힘을 전달하는 능력이 제거됨에 따라, 접합되지 않은 텐던에 대한 앵커리지의 움직임 및 이완의 결과, 부재 무결성이 전반적으로 상실됨으로 인해 더 심각해지는 경향이 있다.

이러한 악영향은 사후인장 텐돈, 케이블 스테이 또는 그라운드 앵커를 포함한 브릿지, 현가식 지붕 시스템 및 옹벽과 같은 토목 구조물의 안전성을 유지하는데 항상 민감하며, 원자력 시설 및 격납 구조에서의 사후인장 케이블 및 사후인장 단부-앵커리지의 경우에 안전기준이 더 많이 요구된다.

관련 기술의 설명

많은 종류의 배관 단열방법 및 시스템이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 시스템은 특히 피복된 요소로부터의 발열 흐름을 감소시키기 위해 개발된 반면, 상기 발명은 화재와 같은 외부 열부하 소스로부터 피복된 요소를 보호하도록 특별히 설계된다.

더욱이, 통상적인 단열재의 단열 특성은 전형적으로 30분 이상의 노출 지속시간 동안 1000℃의 온도를 초과하는 극한의 열부하 시나리오 동안 구조요소의 보호에 충분하지 않다.

대안으로, 표면에 도포된 팽창성 제품은 작은 노출간격 동안 화재 하중에 노출될 때 만족스러운 요소 보호가 제공되도록 구조요소에 대한 보호 코팅을 형성한다. 그러나, 이러한 방법 및 재료는 연장된 고온 노출간격 동안 열에너지가 구조요소로 전도되는 것을 전형적으로 감소시키지 못하기 때문에 확대된 보호를 제공하지 못한다. 더욱이, 보호 기능을 달성하기 위해 자유 팽창을 허용할 필요로 인해 추가 보호층으로 덮을 수 없기 때문에 기계적 손상을 받기 쉽다.

WO2007093703은 케이블 둘레에 권취되고 서로 중첩되는 2개의 블랭킷에 의해 형성된 스테이 케이블용 방화장치에 관한 것이다. 또한, 외피는 적층된 블랭킷을 덮고 있으며, 이 외피는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 만들어진다. 이러한 방화장치는 단열재의 두께를 높여 사용하지 않는 한 고도의 열보호에 적합하지 않고, 이는 중량이 증가되어 바람직하지 않으며 특히 케이블이 지지 구조뿐만 아니라 장착되어야 할 수 있는 가이드, 스토퍼 또는 댐퍼에 침투하는 경계영역에서의 설치에 큰 어려움을 초래한다

WO2012052796은 단열튜브와 케이블 사이에 공기 채널과 대류에 의한 방열을 달성하기 위해 현저한 높이 차이를 필요로 하는 최소한의 두께를 갖는 단열재로 스테이 케이블 주위에 배열된 단열 강체튜브를 제공한다. 이러한 배열은 단단하며 따라서 케이블 새그가 변하는 중에 케이블의 주행길이를 따라 발생하는 굴곡이나 정상적인 작업조건 동안 케이블이 지지 구조를 관통하는 경계면에서 큰 상대 변위를 수용할 수 없다. 이러한 배열은 강성 튜브와 케이블 사이에 매우 큰 에어갭을 제공함으로써 케이블이 움직이는데 필요한 자유도만을 보장할 수 있어, 케이블 직경이 현저히 증가하게 되고, 케이블의 시각적 외관에 바람직하지 않은 영향을 끼치며, 구조물의 인접한 부분에 대해 필요한 측면 간극이 증가하고 케이블의 바람 저항도 증가하게 된다.

본 발명의 목적은 상술한 단점 중 적어도 일부를 완화하거나 방지한 열보호 외피 및 열보호 캡을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이 목적은 세장형 구조요소의 길이를 커버하기 위한 원통형 열보호 외피로서, 열전도도가 800℃에서 0.11　W/m·℃ 이하이고 두께가 50mm 미만인 샌드위치형 복합 단열시스템을 포함하는 원통형 열보호 외피에 의해 달성된다.

바람직하기로, 50mm 미만의 두께에 대해, 상기 샌드위치형 복합 단열시스템은 800℃에서의 열전도도는 0.10W/m·℃ 이하이고 바람직하게는 0.09W/m·℃ 이하이다. 이러한 열보호 외피는 외부 사후-인장 케이블, 스테이 케이블, 지붕 현가요소, 스틸 프로파일 및 파이프 단부, 및 특히 사후인장 텐돈 및 스테이 케이블 단부 앵커리지와 같이 세장형 구조요소의 길이의 열보호를 극도로 확대하기 위해 개발된 얇은 다층 복합구조를 형성한다.

본 발명은 또한 원통형 열보호 외피와, 세장형 구조요소의 말단부의 극단적으로 확장된 열보호를 형성하는 원통형 열보호 캡을 포함하는 열보호 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 주행부와 케이블의 단부에 적어도 하나의 앵커리지부를 갖는 인장 케이블(또는 임의의 다른 세장형 구조요소) 및 상술한 바와 같은 적어도 하나의 열보호 외피를 포함한 세장형 구조장치로서, 상기 원통형 열보호 외피는 앵커리지부로부터 뻗어 있는 주행부의 길이를 커버하는 세장형 구조장치에 관한 것이다. 선택적으로, 이 세장형 구조장치는 열보호 외피를 둘러싸는 외부 커버를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 태양은 단일 측면 폐쇄단부를 갖는 원통형 열보호 캡에 관한 것으로, 상기 캡은 원통형 벽 및 단부벽을 포함하고, 상기 원통형 벽은 세장요소의 단부의 도입을 위한 개구를 형성하고, 상기 원통형 벽 및 상기 단부벽은 적어도:

- 보후 외부면을 갖는 제 1 외부층;

- 상기 제 1 외부층의 내측면을 덮고, 필라멘트 및 강화된 얀으로 제조된 섬유인 제 2 층; 및

- 제 2 층의 내측면을 덮고 본질적으로 섬유로 제조된 단열층을 포함하는 제 3 층을 포함하고,

여기서 적어도 2개의 층이 함께 스티칭되는, 복합 단열시스템을 포함한다.

이러한 원통형 캡은 사후-인장 케이블, 스테이 케이블, 그라운드 앵커, 스틸 프로파일 및 파이프 단부, 및 특히 사후인장 텐던 및 케이블 스테이 단부 앵커리지와 같은 세장형 구조요소의 말단부의 극단적으로 확장된 열보호를 위해 개발된 다층 복합구조로 구성된 단열보호캡을 형성한다.

본 발명은 복합구조의 기계적 보호 및 열복사의 높아진 열반사를 위해 알루미늄화된 섬유 또는 임의의 다른 반사층과 같은 금속, 금속성 또는 비금속 외부면인 보호 외부면을 갖는 내구성있는 제 1 외부층을 포함한다. 이 제 1 외부층은 바람직하게는 일련의 특정하게 배치된 단열재에 층간 스티칭(inter-layered stitching)으로 고정된다. 단열재는 바람직하게는 복합 캡이 일반적인 크기의 제조를 위해 일반적인 원통형 형상을 형성할 수 있게 하는 반강성 및 성형가능한 재료 둘 다로 구성된다.

제 2 층 및 제 3 층 각각은 복합 단열층을 형성하고, 바람직하게는 인터-스티치되고, 보호 시스템(인장 케이블 단부 앵커리지와 같은 세장요소)의 넓은 범위를 제공하고 전반적인 시스템 효율을 증가시키기 위해 서로에 대해 중첩된다. 각각의 복합층은 원통형 보호캡의 원주에 걸쳐 있고, 부가된 강도 및 감소된 열전도를 제공하기 위해 낮은 열전도도의 다양한 잠재적인 단열재로 이루어진다. 예를 들어, 제 3 층은 섬유성 및 다공성 타입의 많은 단열재를 포함한다.

몇몇 가능한 실시예와 관련하여 본 발명에 따른 다른 조항들이 하기에 제시된다.

본 발명의 내용에 포함됨.

예로써 주어지고 도면으로 도시된 실시예에 대한 설명의 도움으로 본 발명을 더 잘 이해할 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 원통형 열보호 외피의 단면 실시예의 등각투영도이다.
도 1b는 도 1a의 원통형 열보호 외피의 다른 실시예의 등각투영도이다.
도 1c 및 도 1d는 도 1b의 대안적인 실시예의 길이방향 조인트의 단부 개략도 및 상세도이다.
도 2는 토목 구조물의 스테이 케이블 시스템 상에 장착된 본 발명에 따른 열보호 외피를 갖는 열보호 장치의 사시도이다.
도 3은 앵커리지 상에 실장된 열보호 캡과 앵커리지로부터 연장된 주행부의 길이에 실장되고 또한 토목 구조물과 케이블 사이의 경계영역을 덮고 있는 본 발명에 따른 열보호 외피를 포함한 열보호 장치와 함께 도 2의 스테이 케이블 시스템의 사시도이다.
도 4는 도 3의 열보호 장치를 갖는 스테이 케이블의 길이방향 단면이다.
도 4a는 도 4의 IVA-IVA 방향을 따른 열보호 외피의 제 3 부분의 인접 요소들의 단면을 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 확대 부분도이다.
도 7은 원통형 열보호 캡의 실시예의 등각투영도이다.
도 8은 도 7의 원통형 열보호 캡의 길이방향 횡단면도이다.
도 9는 도 7 및 도 8의 원통형 열보호 캡의 설치를 위해 사용된 탈착식 클로저 밴드의 사시도이다.
도 10은 스테이 케이블 앵커리지 상에 실장된 투명한 원통형 열보호 캡의 사시도이다.
도 11은 설치 완료 후 스테이 케이블 앵커리지 상에 실장된 열보호 캡의 사시도이다.

도 1a의 실시예에 도시된 바와 같이, 열보호 외피(1)는 양쪽 단부가 개방된 튜브 모양의 슬리브를 형성한다. 따라서, 튜브형의 열보호 외피(1)는 샌드위치를 형성하는 층으로 이루어진 벽(2)에 의해 형성된다. 이 층들은 복합 단열시스템을 형성한다. 바람직하게는, 단열재의 개별 층의(외피가 형성될 때의 직경을 포함한) 두께 및 치수로 인접한 층 사이가 접촉된다. 이러한 구성에서, 층들은 복합 단열시스템의 샌드위치와 유사한 구조로 적층된다. 따라서, 튜브형 열보호 외피(1)의 양단에는 큰 원형 개구(3)가 형성되어, 피보호 요소(80) 위로 도입을 허용한다. 외피(1)는 원형 또는 비원형(예를 들어, 난형, 타원형, 직사각형, 정사각형, 다른 사변형 또는 보다 일반적으로 다른 다각형)일 수 있는 단면을 갖는 튜브 모양을 갖는다.

도 1b에 도시된 또 다른 실시예에서, 튜브형 열보호 외피(1)에는 튜브형 단면의 개방을 허용하고 이에 따라 이미 설치된 피보호 요소를 개장하는 하나 또는 다수의 길이방향 조인트(4)가 설치된다. 길이방향 조인트(4)에서 열보호 시스템의 전체 직경을 증가시키지 않기 위해, 바람직하게는 중첩부를 형성하는 재료가 스태거(stagger)되어, 이에 따라 시스템의 원주 주위로 재료 두께가 연속적이게 된다. 가령, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 조인트(4)를 따라 그리고 케이블(50) 방향으로 뻗어 있는 외피(1)의 2개의 길이방향 가장자리에 대해, 외부층(10, 12, 및 16)은 제 1 스텝(4₁)을 함께 형성하고 내부층(18 및 20)은 제 1 스텝(4₁)에 대해 오프세트된 제 2 스텝(4₂)을 함께 형성한다. 제 1 스텝(4₁)과 제 2 스텝(4₂) 간의 오프세트 방향은 외피(1)의 길이방향 가장자리에 대해 반대이므로, 외피(1)의 이들 2개의 길이방향 가장자리와 접촉을 통해 길이방향 조인트(4)가 형성되며, 그 모양은 이에 따라 상보적이며 함께 접촉해 설치될 수 있다.

도시된 실시예에서, 복합 단열시스템은 복합 단열시스템의 최외각층에서 최내각층까지 이하 제 1 층(10), 제 2 층(12), 제 3 층(16), 제 4 층(18), 및 제 5 층(20)이라 하는 5개층으로 구성된다.

제 1 층(10)은 금속, 금속성 또는 비금속성 물질로 형성된 보호층으로서, 바람직하게는 알루미늄 코팅된 반사섬유와 같은 반사재료로 제조된다. 보다 일반적으로, 이 제 1 층(10)은 바람직하게는 열에너지를 반사하는 금속성 외면을 갖는다. 이 제 1 외부층(10)은 상기 복합 단열시스템 및 상기 원통형 열보호 외피(1)의 외부층을 제공하며; 외부 덮개를 형성한다. 바람직하게는, 이는 외피(1)의 나머지 부분, 특히 (에칭 또는 마모와 같은) 기계적 손상 및/또는 (자외선 차단과 같은) 대기 노출에 대한 보호를 제공하는 보호 외부커버이다. 2개의 개방 단부를 갖는 슬리브의 형상을 갖기 위해, 다른 층과 마찬가지로, 제 1(외부)층(10)은 상기 외피 외부영역의 전체를 둘러싸는 커버를 형성하도록 예를 들어 스티칭(14)에 의해 함께 부착된 직사각형 피스에 의해 형성된다 .

알루미늄 코팅된 반사섬유와 같은 제 1 층(10)은 일실시예에서 열복사를 반사시켜 복합 단열시스템의 후속 내부층으로의 열에너지 입력을 감소시킨다. 이 제 1 층(10)은 단열재로서도 작용한다. 열보호 외피(1)의 노출층이므로, 제 1 층(10)은 바람직하게는 내구성, 내수성 및 높은 내열성을 갖는다.

환경에 영향을 받기 쉽고 설치 중에 취급에 노출되는 경우, 얀 스티칭(14)은 시스템 견고성을 제공하기 위해 더블 스티치 직조인 것이 바람직하다. 또한 스티칭(14)의 얀 재료의 바람직한 조성으로서, 유리 섬유 또는 케블라계 섬유 또는 유사한 고강도, 고온 재료 또는 이들의 임의의 혼합물과 같은 스테인레스 스틸 또는 다른 고온 재료를 선택할 수 있다.

몇몇 경우에, 제 1 층(10)은 생략될 수 있다: 이는 특히 다른 외부요소가 복합 단열시스템을 덮어서 보호하는 경우에 발생할 수 있다. 예를 들어, 외부 보호는 다른 수단, 즉, 예컨대, 열보호 외피(1)를 감싸는 HDPE 파이프 또는 스틸 파이프일 수 있는 외부 파이프(도 1a 및 도 1b에 미도시)에 의해 제공될 수 있다.

제 2 층(12)은 제 1 층(10) 아래에 층을 형성한다(또는 이 제 2 층(12)은 층(10)이 없을 때 제 1 외층을 구성한다). 제 2 층(12)은 제 1 층(10)의 내부 측면을 덮고 있다. 이 제 2 층(12)은 제 1 층(10)의 내측에 직접 배치된다. 바람직하게는, 제 2 층(12)은 스티칭(14)으로 제 1 층(10)에 양축방향으로 인터-스티칭된다. 이로써, 제 1 및 제 2 층(10, 12)은 복합 단열시스템 및 튜브형 보호 외피(1)의 외부 어셈블리를 함께 형성한다. 보다 정확하게는, 제 1 층(10)은 원주 경계면에서 중첩되어 스티치되는 양 단부와 함께 상술한 직사각형 피스에 의해 형성된다. 그러므로, 제 1 층(10)은 스티칭(14)으로 별개로 스티치된다. 또한, 제 2 층(12)은 제 1 층(10)과 유사한 레이아웃을 가지며, 제 2 층(12)에 대한 직사각형 피스의 중첩 단부의 원주방향 위치는 제 1 층(10)의 직사각형 피스의 중첩 단부들의 원주방향 위치에 대해 스태거된다. 제 1 층(10) 및 제 2 층(12)은 스티칭된 연결부가 각각의 스티칭의 외부 또는 내부에 연속적인 커버를 제공하며 스태거되도록 설정된다. 상술한 스티칭(14)은 내열 스레드(15)로 만들어진다.

본 발명에 따르면, 제 2 층(12)은 필라멘트와 얀으로 구성된 섬유이다. 이 얀은 강화된 얀일 수 있다: 이들은 섬유의 필라멘트를 보강하는데 이용된다. 따라서, 제 2 층(12)은 본질적으로 제 1 연속 필라멘트 섬유이다. 바람직하게는, 섬유는 고강도 절연섬유이다. 또한, 바람직하기로, 상기 섬유는 고온내성 섬유인 것이 바람직하다. 결과적으로, 제 2 층(12)은 복합 단열시스템 내에서 응집력을 가져온다.

바람직하게는, 상기 필라멘트는 섬유, 바람직하게는 무기(mineral)섬유, 예를 들어 버미큘라이트 섬유(vermiculite fabric)로 구성된다. 이 제 2 층(12)은 열보호 외피(1)에 열보호 및 전체 강도를 부가하기 위한 고온강화 섬유로서 기능한다. 제 2 층(12)은 복합 단열시스템의 구조적 무결성에 기여한다.

상기 제 2 층(12)의 내측을 대향해 본질적으로 섬유로 제조된 단열층으로 제조된 또는 주로 단열층으로 형성된 제 3 층(16)이 배치된다. 이들 섬유는 바람직하게는 무기재료로 형성된다. 바람직하게는, 상기 제 3 층(16)의 상기 섬유는 세라믹, 유리 또는 다른 무기재료 중 어느 하나로 제조된다. 따라서, 상기 단열층은 바람직하게는 세라믹 울, 글래스 울 또는 임의의 유사한 재료이다. 이 제 3 층(16)은 필요한 열보호 수준에 비례하는 전체 벌크 밀도를 갖는 무기 또는 유리 조성물일 수 있는 섬유로 열적 울절연층을 형성하는 것이 바람직하다. 제 3 층(16)은 제 2 층(12)의 모든 내부면을 덮고 있다. 이 제 3 층(16)은 제 2 층(12)의 내측에 직접 배치된다.

일실시예에서, 제 3 층은 열전도도가 낮은 단열 특성을 향상시키는 섬유질 세라믹 울로 형성된다.

바람직한 실시예에서, 상기 제 3 층(16)은 200℃에서 0.08W/m·℃ 이하의 열 전도도를 가지며, 바람직하게는 200℃에서 0.06W/m·℃ 이하의 열전도도를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 상기 제 3 층(16)은 200℃에서 0.04 내지 0.07W/m·℃의 열전도도를 갖는다. 상기 제 3 층(16)은 바람직하게는 400℃에서 0.15W/m·℃ 이하, 및 바람직하게는 400℃에서 0.1W/m·℃ 이하의 열전도도를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 상기 제 3 층(16)은 400℃에서 0.05 내지 0.15W/m·℃로 구성된 열전도도를 갖는다. 상기 제 3 층(16)은 바람직하게는 800℃에서 0.3W/m·℃ 이하, 및 바람직하게는 0.2W/m·℃ 이하의 열전도도를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 상기 제 3 층(16)은 800℃에서 0.15 내지 0.3W/m·℃로 구성된 열전도도를 갖는다. 상기 제 3 층(16)은 바람직하게는 1000℃에서 0.5W/m·℃이하, 및 바람직하게는 0.3W/m·℃ 이하의 열전도도를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 상기 제 3 층(16)은 1000℃에서 0.2 내지 0.5W/m·℃로 구성된 열전도도를 갖는다.

일실시예에서, 상기 제 3 층(16)은 상기 섬유로 채워진 별도의 컴파트먼트를 한정하는 엔벨로프를 포함한다. 예를 들어, 상기 컴파트먼트는 크로스 스티치 포켓(cross-stitched pocket)이다. 이러한 제 3 층(16)의 필로잉(pillowing)은 내구성에 기여하며, 이 제 3 층의 절연이 열보호 외피(1)의 취급 및 설치 중에 폴딩 또는 주름을 방지하는 것과 관련해 보다 더 단단하게 남아있게 한다.

바람직하게는, 복합 단열시스템은 미세다공질 단열재로 제 3 층(16)의 내측을 덮는 제 4 층(18)을 포함한다. 미세다공질 칼슘 실리케이트 재료와 같은 이 미세다공질 단열재는 고온단열 배리어를 형성한다.

상기 제 4 층(18)은 바람직하게는 400℃에서 0.035W/m·℃ 이하, 및 바람직하게는 0.03W/m·℃ 이하의 열전도도를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 상기 제 4 층(18)은 400℃에서 0.025 내지 0.035W/m·℃로 구성된 열전도도를 갖는다. 상기 제 4 층(18)은 바람직하게는 600℃에서 0.05W/m·℃ 이하, 및 바람직하게는 0.04W/m·℃ 이하의 열전도도를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 상기 제 4 층(18)은 600℃에서 0.035 내지 0.05W/m·℃로 구성된 열전도도를 갖는다. 상기 제 4 층(18)은 바람직하게는 800℃에서 0.1W/m·℃ 이하, 및 바람직하게는 0.07W/m·℃ 이하의 열전도도를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 상기 제 4 층(18)은 800℃에서 0.04 내지 0.1W/m℃로 구성된 열전도도를 갖는다.

이 제 4 층(18)은 제 3 층(16)의 내측에 직접 배치된다. 제 4 층(18)은 제 3 층(16)의 모든 내부 측면을 덮고 있다.

일실시예에서, 상기 제 4 층(18)은 상기 미세다공질 단열재로 채워진 별도의 컴파트먼트를 한정하는 엔벨로프를 포함한다. 예를 들어, 상기 컴파트먼트는 열보호 외피(1)의 치수 요건에 기초하여 미리 정해진 크기의 크로스 스티치 포켓이다.

실시예에서, 상기 미세다공질 단열재는 실리카 및/또는 칼슘 실리케이트 및/또는 알루미나 실리케이트를 포함한다. 바람직하게는, 상기 미세다공질 단열재는 열분해성 실리카를 포함한다.

일실시예에서, 상기 미세다공질 단열재는 입자를 포함한다. 이러한 입자는 바람직하게는 실리카 및/또는 칼슘 실리케이트 및/또는 알루미나로 제조되거나 가본적으로 만들어진다.

일실시예에서, 상기 복합 단열시스템은 소수성이다. 일실시예에서, 상기 제 4 층(18)은 소수성이다.

제 3 층(16)은 제 4 층(18)과 제 2 층(12) 사이의 간극에 연성 패널을 형성한다.

바람직하기로, 상기 제 3 층(16) 및 상기 제 4 층(18)은 예를 들면 층간 스티칭(14)에 의해 서로 부착된다. 상기 열보호 외피(1)의 전체 크기에 따라, 제 3 층(16) 및 제 4 층(18) 모두에 대한 멀티 패널들을 이용하는 것이 필요할 수 있고, 이로써 각각의 층(16 및 18)의 원주 경계면 상의 여러 위치들에서 이들 패널의 가장자리들이 겹쳐진다. 원주를 따라 겹치는 스태거링으로 열보호 효율이 증가된다. 중첩이 이루어지는 방식은 도 1에서와 같이 타이트한 피팅 중첩층이 되도록 여분의 재료가 전혀 남아 있지 않게 해야 한다.

스태거링 구조기술은 섬유층의 교차-연결을 위해 원주방향의 경계면을 둘러 쌀뿐만 아니라 후속하는 층들 사이에서 엇갈려 배치되도록 구현된다. 이러한 방법은 스택층들(10, 12, 16, 18) 사이에 및 스택층들(10, 12, 16, 18) 중에서 인접한 층들의 각각의 쌍의 경계면에 형성되는 열통로의 가능성을 제거하는 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예에서, 제 5 층(20)은 복합 단열시스템에서 내부층으로서 사용된다. 이러한 제 5 층(20)은 제 4 층(18)의 내측에 배치된다. 이러한 제 5 층(20)은 내구성 층이다. 바람직하게는, 상기 제 5 층(20)은 유리섬유를 포함한다. 이러한 제 5 층(20)은 외피의 제조, 취급 및 설치로 구조층이 손상될 수 있으므로 상기 제 4 층(18)에 필요한 보호를 제공한다.

일실시예에서, 제 5 층(20)은 상기 복합 단열시스템을 형성하는 섬유층과 파이프(80) 사이의 경계층을 형성한다. 바람직하게는, 상기 파이프(80)는 열가소성 재료, 예를 들어 폴리에틸렌으로 만들어진다. 일실시예에서, 상기 파이프(80)는 필요한 설치 공간 및 기계적 보호를 제공하는 고인장 스틸 케이블(50), 가령 스테이 케이블의 외부 인클로저를 제공한다. 케이블(50)은 솔리드 요소일 수 있거나 평행 또는 스트랜드 와이어 그룹 또는 코어 와이어 둘레에 나선형으로 권선된 와이어로 제조된 스트랜드 그룹으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 파이프(80)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 케이블(50)의 상기 주행부과 열보호 외피(1) 사이에 위치된다. 또 다른 실시예에서, 상기 파이프(80)는 예를 들어 제조 중에 미리 제조된 스테이 케이블 상에 또는 상기 파이프(80)와 케이블(50) 사이의 공간으로 압출됨으로써 스테이 케이블의 일체형 부품이며, 이러한 공간은 주입 재료, 예를 들어 그리스, 왁스 또는 시멘트 그라우트로 채워진다. 설치 공간을 반드시 제공할 필요가 없는 또 다른 실시예에서, 파이프(80)는 생략될 수 있고 제 5 층(20)은 케이블(50)에 바로 인접해 있다.

일실시예에서, 열보호 외피(1)(또는 후술하는 열보호 캡(5))의 복합 단열시스템은 적어도 한 층은 외부층을 형성하며 반사섬유를 포함하고, 한 층은 고강도 열섬유를 포함하고, 한 층은 섬유성 울계열의 단열층을 포함하고, 한 층은 분말충전된 가요성 포켓 패널을 포함한 적어도 4개의 단열층을 포함한다.

또 다른 실시예에서, 열보호 외피(1)의 복합 단열시스템은 적어도 한 층은 고강도 열섬유를 포함하고, 한 층은 섬유성 울계열의 단열층을 포함하며, 한 층은 분말충전된 유연한 포켓 패널을 갖는 적어도 3개의 단열층을 포함한다.

이러한 열보호 외피(1)는 ISO 834(1975) "Fire Resistance Tests-Elements of Building Construction"에 따라 테스트되었다. ISO 834:1975 표준은 표준 열부하 조건을 받는 건물 구성요소의 저항을 설정한다. 본 발명에 따른 열보호 장치는 콘크리트 기판에 위치된 응력 케이블의 앵커 단부 위에 연이어 설치한 후에 테스트되었다. 이 테스트는 120분 후 1050℃의 환경온도에 도달하는 ISO 834:1975 표준에 나타난 온도 곡선에 따라 성공적으로 수행되었다. 또한, 또 다른 보다 극적인, 즉, 온도 30분 후에 1100℃에 도달하는 테스트가 유럽 표준 EN 1991-1-2, 섹션 3.2.3에 언급된 탄화수소 곡선에 따라 외피와 캡을 포함하는 열보호 장치에 성공적으로 수행되었다.

원통형 열보호 외피(1), 및 보다 일반적으로 복합 단열시스템은 또한 직사광선 노출, 화재 이외의 다른 소스로부터의 주위 온도의 임의의 변화와 같은 환경적 영향과 같은 다른 열원에 대해 보호하는 역할을 한다.

또한, 도 2 내지 도 6은 인장 케이블(50), 예를 들어 스테이 케이블을 형성하는 세장형 구조요소의 일부분을 보호하기 위한 슬리브를 형성하는 열보호 외피(60)를 기술한다.

이 경우, 상술한 방화 보호층(선택적으로 제 1 층(10), 제 2 층(12), 제 3 층(14), 제 4 층(16) 및 선택적으로 제 5 층(18))으로 제조된 샌드위치형 복합 단열시스템은, 바람직한 실시예에서, 화재 이벤트에 노출될 수 있는 영역에서 스테이 케이블의 중요한 요소를 보호한다. 상기 샌드위치형 복합 단열시스템으로 형성된 열보호 외피(60)를 사용하여, 가이드 파이프(55), 가이드 시스템(70), 편차기(deviator) 또는 댐퍼(72) 및 앵커리지(52)의 일부인 다른 구성요소를 포함한 인장 케이블(50)의 일부분의 적절한 열보호를 획득할 수 있다(도 4 내지 도 6 참조).

도 2 내지 도 5에서, 열보호 캡(5)은 토목 구조물의 하중 전달 받침대, 예를 들어 브릿지 데크(100)의 블리스터 또는 패널(51)에 고정된 앵커리지(52)를 커버하는 동안 좌측에서 볼 수 있고, 열보호 외피(60)는 인장 케이블(50)의 열보호를 하중 전달부재의 타측으로부터 확장시킨다.

이를 위해, 열보호 외피(60) 및 열보호 캡(5)은 샌드위치형 복합 단열시스템으로 형성된다. 즉, 열보호 외피(60)는 열보호 외피(1 또는 60)와 관련하여 앞서 기술된 바와 같이, 중첩되어 있는 제 1 층(10), 제 2 층(12), 제 3 층(14) 및 제 4 층(16)을 포함할 수 있으며, 열보호 외피(60)는 앵커리지(52)로부터 뻗어 나온 인장 케이블(50)의 주행부의 길이를 감싼다.

도 2에서, 인장 케이블(50)은 콘크리트 기판의 일부를 형성하는 블리스 터 또는 패널(51)을 통해 브리지 데크(100) 상에 실장된다. 앵커리지(52)(인장 케이블 단부) 및 열보호 캡(5)은 브릿지 데크(100) 아래로 뻗어 있다. 인장 케이블(50) 및 외피(60)의 주행부는 브릿지 데크(100) 위로 뻗어 있다. 케이블 앵커리지(52)는 대안으로 브릿지 데크(100) 위에 위치되어 브릿지 데크(100)로부터 위로 돌출한 상판(51)과 같은 스틸 또는 콘크리트 요소에 의해 브릿지 데크에 연결된다: 상기 상황에서, 케이블(50), 열보호 외피(60) 및 캡(5)의 단부는 도 2의 이들의 위치에 대해 상방으로 오프세트되어 있다.

도 4에 도시된 예시적인 바람직한 실시예에서, 열보호 외피(60)는 3 부분(61, 62, 63)을 포함한다. 보다 상세하게는, 상기 외피(60)는 앵커리지(52)에 가까운 세장구성요소의 길이를 커버하기 위한 제 1 직경을 갖는 제 1 원통부(61), 원뿔의 원뿔대로 형성되고 직경이 줄어들며 제 1 원통부(61)로부터 뻗어 있는 제 2 부분(62) 및 제 1 직경보다 작은 제 3 직경을 갖는 제 3 원통부(63)를 포함한 3부분을 갖는다. 어떤 경우, 각각의 영역이 화재 이벤트에 노출되지 않으면 3부분(61, 62 및 63) 중 어느 하나가 생략된다.

제 1 원통부(61)는 앵커리지(52)로부터 뻗어 있고 구조(51) 내부의 빈 공간을 형성하는 가이드 파이프(55) 내에 수용되는 인장 케이블(50)의 길이를 둘러싸는 엔벨로프를 형성한다. 일실시예에서, 가이드 파이프에 플랜지(55a)(도 5 참조)가 끼워져 (도 5의 가이드 시스템(70)과 같은) 가이드 및 (도 5의 댐퍼(72)와 같은) 댐퍼와 같은 케이블 어셈블리의 다른 가능한 요소 및 부분(62, 63)들의 무게를 지탱한다. 가이드 파이프(55)는 케이블(50)의 횡방향 이동을 허용하도록 크기가 정해지고 제 1 원통부(61)는 플랜지(55a) 위에 끼워지도록 치수가 정해진다. 이를 위해, 제 1 원통부(61)의 내부면과 가이드 파이프(55)의 외부면 사이에는 원통형 공간(61a)이있다. 제 1 원통부(61)는 바람직하게는 일정한 내경을 갖는다. 앵커리지(52)에 가까운 제 1 원통부(61)의 단부에서, 제 1 원통부(61)는 콘크리트 패널(51)(슬래브 또는 접합부) 상에 견고하게 놓여있다. 앵커리지(52)에 대향하는 제 1 원통부(61)의 단부에서, 제 1 원통부(61)는 제 2 부분(62)과의 연결을 위한 내측 플랜지(66)를 형성한다. 예를 들어, 스틸로 제조되고, 가능하게는 2개로 어셈블리된 하프쉘들로 형성된 선택적 강체 원통형 외부커버(73)가 제 1 원통부(61)에 대한 부가적인 보호 및 내구성을 제공할 수 있다(도 4 참조).

바람직한 실시예에서, 제 1 원통부(61)를 형성하는 복합 단열시스템은 상술한 바와 같이 제 2 층(12), 제 3 층(16), 제 4 층(18) 및 제 5 층(20)인 4개의 층을 포함한다. 이 경우, 제 1 원통부(61)는 바람직하게는 상기 외부 커버(73)에 의해 덮인다.

제 2 부분(62)은 가이드 또는 댐핑 수단이 설치된 케이블(50)의 섹션을 둘러싸는 엔벨로프이다: 제 2 부분(52)은 가이드 시스템(70)을 방해하지 않는 치수로 되어있다. 이는 제 2 부분(52)의 내부면과 가이드 시스템(70)의 외부면 사이에 환형공간(62a)을 제공함으로써 달성된다. 제 2 부분은 제 1 원통부(61)의 내경(제 1 직경)으로부터 제 3 원통부(63)의 내경(제 3 직경)까지 증가하는 가변 내경을 갖는다. 가이드 시스템(70)은 케이블(50)을 단지 다발로 묶어 케이블(50)에 부착되나 가이드 파이프(55)에 대해 자유롭게 이동하거나(도 6 참조), 또는 케이블(50) 또는 가이드 파이프(55)(미도시)에 대해 고정거나 케이블과 가이드 파이프(55) 사이에 고정된 강체 또는 반강체 가이드 또는 댑퍼(72)의 일부가 됨으로써 케이블(50)을 가이드하는(도 5 참조) 등과 같이 여러 가지 가능한 구성 및 기능을 가질 수 있다. 또한, 원뿔의 원뿔대의 형상을 취하는 외부 강체쉘(64)은 제 2 부분(62)을 커버하여 제 2 부분(62)의 내구성 및 보호를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 제 2 부분(62)을 형성하는 복합 단열시스템은 상술한 바와 같이 제 1 층(10), 제 2 층(12), 제 3 층(16), 제 4 층(18) 및 제 5 층(20) 인 5개의 층을 포함한다. 다른 바람직한 실시예에서, 제 2 부분(62)을 형성하는 복합 단열시스템은 상술한 바와 같이 제 2 층(12), 제 3 층(16), 제 4 층(18) 및 제 5 층(20)인 4개의 층을 포함한다.

제 3 원통부(63)는 케이블(50)의 외부 파이프(80) 둘레에 공칭 갭을 갖거나 갖지 않는 방식으로 근접 또는 밀착 방식으로 배치됨으로써 케이블(50)의 주행부의 길이를 둘러싸고 있다. 따라서, 제 3 원통부 랩(wrap)의 직경은 케이블(50)의 외부면의 외직경과 동일하거나 약간 큰 내경을 갖는다. 설치 또는 유지보수 작업 동안 그리고 가변하는 축방향 케이블 하중을 받는 케이블(50)의 길이방향 왜곡 동안 제 3 원통부(63)와 파이프(80) 간에 슬라이딩을 허용하며 케이블(50)에 대한 길이방향 상대운동이 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 3 원통부(63)는 함께 부착된 다수의 연속 부분들에 의해 형성될 수 있다. 실제로, 이 제 3 원통부(63)는 바람직하게는 50미터 이하, 보다 바람직하게는 20미터 이하, 바람직하게는 10미터 이하, 특히 약 1 내지 10 미터의 작은 또는 큰 길이를 가질 수 있다. 따라서 중요한 길이는 다수의 부분 유닛들의 후속 연결에 의해 달성된다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 제 3 원통부(63)를 형성하는 복합 단열시스템은 상술한 바와 같이 제 2 층(12), 제 3 층(16), 제 4 층(18) 및 제 5 층(20)인 4개의 층을 포함한다. 이 경우, 바람직하기로, 제 3 원통부(63)는 바람직하게는 상기 제 3 원통부(63)에 대한 추가적인 보호 및 내구성을 제공할 수 있는 가능하게는 파이프로 형성된 외부 커버(75)(HDPE 또는 스틸)로 덮힌다(도 4 참조). 이러한 선택적인 강체 원통형 외부 커버(75)는 또한 제 3 원통부(63)를 형성하는 복합 단열시스템에서 제 1 층(10)이 있는 상태에서 사용될 수 있다.

제 1 원통부(61)와 제 2 부분(62) 사이의 연결은 오버랩핑 스플라이스 조인트(71)를 통해 달성된다(도 5 참조). 보다 정확하게는, 제 1 원통부(61)와 제 2 부분(62)의 복합 단열시스템은 모두 경계면에서 중첩되는 단부를 갖는다. 따라서, 케이블(50)과 가이드 파이프(55) 사이에, 그리고 이에 따라 제 1 원통부(61)와 제 3 원통부(63) 사이의 상대 이동을 수용하기 위해, 제 2 부분(62)은 가요성을 허용하는 식으로 제조된다. 이는 바람직한 실시예에서 제 2 부분(62)의 형상에 충분한 기하학적 여유를 제공함으로써 달성된다. 제 2 부분(62)과 제 3 원통부(63) 사이의 연결을 위해 유사한 스플라이스 배열이 사용된다. 바람직하기로, 도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 절연지지 보드(65)은 제 2 부분(62)과 제 3 원통부(63)의 접합점에 배치된다; 이는 외부 커버(64)를 지탱하고, 커버(64)로부터 케이블(50)까지 열전달을 감소시킨다. 바람직한 절연지지 보드(65)는 스페이서 튜브 상에 놓이고, 상기 스페이서 튜브는 차례로 가이드(70) 또는 가이드 파이프 플랜지(55a) 중 어느 하나에 놓인다.

바람직하게는, 제 1 원통부(61)와 제 2 부분(62)의 전체 길이는 외피(60)의 전체 길이의 75% 이하이다.

다른 실시예에서, 제 1 원통부(61), 제 2 부분(62) 및 제 3 원통부(63) 중 적어도 하나의 외피(60) 부분은 가역적으로 함께 조립된 2개의 하프쉘에 의해 형성된다. 바람직하게는, 제 2 부분(62) 및 제 3 원통부(63)는 2개의 하프쉘에 의해 형성된다. 이러한 2개 부품의 구성은 기존에 실장된 인장 케이블(50)에 용이하게 설치될 수 있으며, 또한 복합 단열시스템 내에 감겨진 인장 케이블(50)의 장비의 제어 및 유지의 가능성을 용이하게 한다.

이러한 구성 및 특히 샌드위치형 복합 단열시스템 및 재료의 가요성은 축방향 케이블 힘의 변화 또는 바람 저항력과 같이 변하는 측면 하중으로 인한 왜곡된 정렬의 변화, 또는 바람의 영향으로 인한 케이블의 가진(excitation)이나 요동치는 하중 또는 기타 외부 영향에 의해 야기된 구조물의 진동과의 결합을 통한 가진에 기인한 진동으로 인해 열보호 외피(60), 특히 제 3 원통부(63)에 있을 수 있는 휨 왜곡이 케이블(50)의 새그의 변화를 따르게 한다. 외피(60)의 부가적인 휨 왜곡은 제 3 원통부(63)의 개개의 요소들 사이에 가요성 조인트를 제공함으로써 달성될 수 있다. 이는 제 1 원통부(61)와 제 2 부분(62) 사이의 스플라이스 구조(71)와 유사한 조인트이며, 시스템의 길이를 따라 재료 두께가 연이어진 스태커링 중첩으로 길이방향 조인트(4)에 대해 기술된 바와 유사한 방식으로 달성된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 조인트(76)를 따라, 외부층들(10, 12 및 16)은 함께 제 1 스텝(76₁)을 형성하고 내부층들(18 및 20)은 함께 제 2 스텝(76₂)을 형성하며, 상기 제 2 스텝은 제 1 스텝(76₁)에 대해 축방향으로 오프세트되어 있다. 제 1 스텝(76₁)과 제 2 스텝(76₂) 사이의 오프셋 방향은 외피(1)의 횡방향 에지에 대하여 반대이므로, 외피(60)의 제 3 원통부(63)의 인접한 개별 요소 쌍의 2개 말단부와 접하며 축방향 조인트(76)가 형성된다. 따라서, 전체 제 3 원통부(63)에 대한 벽의 연속적인 두께를 제공하는 이들 단부 가장자리의 모양은 상보적이며 접촉해 함께 끼워질 수 있다. 또한, 이는 제 3 원통부(63)의 인접한 요소들에 대한 스플라이스 연결을 제공하며, 따라서, 제 3 원통부(63)의 2개의 인접한 요소의 경계면에서의 열전달을 방지한다.

또한, 외피(60)의 제 3 원통부(63)가 경계면에서 슬라이딩에 의해 길이방향으로 케이블(50)에 대해 이동하게 함으로써, 케이블(50)은 가변하는 축방향 케이블 하중을 받아 길이방향으로 자유롭게 왜곡된 채로 있다. 이러한 하중 변화는 브리지 트래픽 하중, 온도 및 기타 외부 하중의 변화로 인해 야기될 수 있다.

본 발명에 따른 복합 단열시스템은 50 밀리미터 미만의 두께, 특히 20 내지 40 밀리미터의 두께에 대해, 800℃에서 0.11W/m·℃ 이하의 열전도도를 가능하게 한다. 본 발명에 따른 복합 단열시스템에 대해 800℃에서의 열전도도는 0.10W/m·℃ 또는 0.09W/m·℃이하로 얻어질 수 있다. 바람직한 배열로, 본 발명에 따른 복합 단열시스템에 대해, 800℃에서 0.06W/m·℃에서 0.11W/m·℃ 범위의 열전도도를 얻을 수 있다. 또한, 이들 테스트 및 계산은 본 발명에 따른 이러한 얇은 복합 단열시스템을 사용하면 다른 작업 온도에서의 열전도 성능도 또한 매우 양호한 결과에 도달한 것을 나타내었다. 특히, 200℃에서, 본 발명에 따른 복합 단열시스템은 0.01W/m·℃ 이하, 0.009W/m·℃ 이하 및 심지어 0.0085W/m·℃ 이하의 열전도도를 허용하며, 바람직하게는 0.006W/m·℃에서 0.01W/m·℃의 범위이다. 400℃에서, 본 발명에 따른 복합 단열시스템은 0.022W/m·℃ 이하, 0.02W/m·℃ 이하 및 심지어 0.018W/m·℃ 이하의 열전도도를 허용하며, 바람직하게는 0.011W/m·℃ 내지 0.022W/m·℃의 범위이다. 600℃에서, 본 발명에 따른 복합 단열시스템은 열전도도가 0.084W/m·℃ 이하, 0.08W/m·℃ 이하 및 심지어 0.075W/m·℃ 이하의 열전도도를 허용하며, 바람직하게는 0.045W/m·℃ 내지 0.084W/m·℃의 범위이다. 1100℃의 고온에서, 본 발명에 따른 복합 단열시스템은 열전도도가 0.17W/m·℃ 이하, 및 심지어 0.15W/m·℃ 이하의 열전도도를 허용하며, 바람직하게는 0.10W/m·℃ 내지 0.17W/m·℃의 범위이다.

또한, 상술한 샌드위치형 복합 단열시스템 및 사용된 재료에 의해, 외피(1 또는 60)는 다음과 같이 주어진 단위 길이당 최대 중량 W_max을 갖는다:

W_max = K × D [kG]/[m2]

D는 상기 외피(60)의 최소 내경(m단위), W_max(kg/m 단위) 및 K 인수는 20 내지 30, 바람직하게는 22 내지 27이며, 25일 수 있다. 외피(60)가 상술한 바와 같이 세 부분(61, 62 및 63)으로 형성되고 제 3 원통부(63)가 최소 직경인 제 3 직경을 가지면, D는 또한 케이블(50)의 외경에 명백히 대응한다(도 6 참조). 외피(60)에 대해, 단위 길이당 최대 중량 W_max에 대한 이 값은 케이블(50)의 자체 중량에 비해 작게 유지되며 이점적으로 (케이블에 의해 지지되는 경우) 케이블 새그 및 이에 따른 케이블(50)의 장력을 과도하게 증가시키지 않는 작은 중량(약 1kg/m 내지 10kg/m)을 갖는 제 3 원통부(63)에 관한 것이다.

케이블(50)의 왜곡된 정렬 또는 새그의 임의의 변화로 인해 케이블의 주행길이와 가이드 파이프(55) 또는 앵커리지(52) 단부와 같이 지지되거나 주변 토목 구조물에 견고하게 연결된 요소들 간의 기준점(P)에서의 회전이 발생하게 된다. 기준 점(P)은 예를 들어 도 4의 좌측의 앵커리지(52)의 말단면에 위치하는 것으로 간주되는 케이블(50)의 스트랜드의 고정점에 해당한다. 이러한 각(角)회전(도 4의 각도 α)은 예를 들어 10mrad 또는 예를 들어 25mrad를 초과할 수 있고 케이블 길이 및 토목 구조물의 가요성에 따라 50mrad까지 도달할 수 있다. 임의의 각회전(α)은 제 2 부분(62)의 모양에 기하학적 슬랙을 제공함으로써 큰 횡운동을 수용할 것을 요구하며 케이블(50)의 주행길이 및 예를 들어 외피(60)의 제 2 부분(62)에 인접한 가이드 파이프(55)의 출구와 같은 불연속 지점에서의 지지 또는 주변 토목 구조물 간의 케이블의 길이방향에 대한 횡방향의 상대 변위로 전환된다.

그러한 구성으로, 외피(60)는 케이블(50)에 부착된 이동부와 지지 또는 주변 토목 구조물에 부착된 고정부 간에 앵커리지(52)에 가까운 전형적인 각회전(α)으로 인한 횡방향 운동뿐만 아니라 케이블(50)의 주행부의 통상적인 휨을 수용할 수 있다. 또한, 이러한 가요성은 취급이 용이하도록 외피(60)가 설비된 케이블(50)이 상당히 크게 움직이는 것을 허용하기 때문에 케이블 설치에도 유리하다. 바람직하게는, 이러한 가요성으로 인해 상기 외피(60)(또는 외피(1))가 약 2m 이상의 반경(R)을 갖는 원호를 형성하도록 휘어질 수 있다. 특히, 상기 외피(60)의 가요성으로 상기 제 3 원통부(63)가 약 2m 이상의 반경(R)을 갖는 원호를 형성하도록 휘어질 수 있다(도 6 참조). 또한, 상기 외피(60)의 가요성으로 앵커리지(52)에 인접한 제 2 부분(62)의 단부가 고정될 경우 상기 외피 부분(62)은 케이블(50)의 움직임에 이어 적어도 50mrad의 앵커리지의 출구에서 케이블의 주행부의 각회전(α)과 같은 케이블(50)의 길이방향에 대한 횡방향 변위를 수용할 수 있다(도 4). 바람직하게는, 상기 외피(60)(또는 외피(1))는 D와 같은 횡방향 움직임을 수용할 수 있으며, D는 외피(60)(또는 외피(1))의 내경이거나, D는 상기 외피의 최소 내경이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 외피(60)는 가요성 면에서 고정부(91)(외피의 제 1 원통부(61)), 횡방향 움직임에 대한 가요부(92)(외피(60)의 제 2 부분(62)) 및 벤딩에 대한 가요부(93)를 갖는 것으로 정의될 수 있는 열보호 장치(90)를 형성한다.

도 4는 케이블(50) 주행부에 대면한 콘크리트 패널(51)의 측면에 위치된 케이블(50)의 앵커리지(52)의 단부를 도시한 것이다. 앵커리지(52)의 단부에는 엔드 캡 (53)이 끼워져 기계적 보호 및 밀봉을 제공한다. 이 엔드 캡(53)은 고정부(91)에 포함된다. 일실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 원통형 열보호 캡(5)은 또한 앵커리지(52)의 단부 및 엔드 캡(53)을 화재나 다른 열적 영향으로부터 보호하기 위해 사용된다. 이러한 캡(5)이 있는 상태에서, 고정부(91)는 이 열보호 캡(5)을 더 포함한다.

도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 원통형 열보호 캡(5)은 일단은 개방되고 타단은 폐쇄된 원형 단면의 슬리브를 형성한다. 따라서, 원통형 열보호 캡(5)은 샌드위치형 벽을 형성하는 동일한 중첩층을 갖는 원통형 벽(6) 및 단부 벽(7)에 의해 형성된다. 이들 스택층은 복합 단열시스템을 형성한다. 따라서, 원통형 열보호 캡(5)의 단부에 큰 원형 개구부(8)가 형성되어 피보호 요소 위로 도입을 허용한다.

도시된 원통형 열보호 캡(5)의 실시예에서, 복합 단열시스템은 외피(60)에 대해 기술된 것과 동일하며, 복합 단열시스템의 최외곽층에서부터 최내각층까지 제 1 층(10), 제 2 층(12), 제 3 층(16), 제 4 층(18) 및 제 5 층(20)의 다섯 개층으로 구성된다.

일실시예에서, 제 5 층(20)은 복합 단열시스템을 형성하는 섬유층과 요소(22)를 갖는 프레임 구조(24) 사이에 경계층을 형성한다. 바람직하게는, 상기 프레임 구조(24)는 금속 프레임 또는 세라믹 프레임 또는 이들의 조합이다. 바람직하게는, 상기 프레임 구조(24)는 열보호 캡(5)의 길이를 따라 배치되고 열보호 캡(5)의 내부 원주를 따라 배치된 원형 링을 갖는다. 옵션으로, 상기 프레임 구조(24)는 도 4에 도시된 바와 같이 서로 평행하고 열보호 캡(5)의 길이를 따라 뻗어 있다.

도 8은 설치시 세장 구조요소의 단부, 즉 원통형 열보호 캡(5) 및 상기 원통형 열보호 캡(5)의 상기 단부 개구(8) 주위에 묶일 수 있는 클로저 밴드(28)에 대한 완전한 열보호 장치의 횡단 입면도를 도시한 것이다

바람직하게는, 열보호 캡(5)에서, 그리고 설치 효율을 위해, 금속 프레임(24)은 복합 단열시스템의 원통형 벽(층들(10, 12, 16, 18 및 20))보다 길다. 이러한 식으로, 금속 프레임(24)의 부착에 사용되는 공구에 대한 플랫앵글 브라켓(22)에 접근이 제공된다. 예를 들어, 플랫앵글 브래킷(22)은 (예를 들어, 볼트로) 기계적 고정을 허용하도록 구멍이 제조된다.

일실시예에서, 상기 원통형 열보호 캡(5)은 상기 원통형 열보호 캡(5)의 개구(8) 주위에 묶일 수 있는 클로저 밴드(28)와 함께 사용된다. 도 9는 설치 후 열보호 장치의 단부에 공극을 채우는 탈착식 밴드(28)를 도시한 것이다. 보다 정확하게는, (열 복합시스템에 의해 형성된) 슬리브의 개방 단부와 프레임의 말단(연결 요소(22)) 사이에 형성된 공간은 클로저 밴드(28)로 설치 후 폐쇄된다. 일실시예에서, 제 3 층(16) 및 제 5 층(20)은 탈착식 밴드(28)의 조성을 형성한다. 참조부호 26은 탈착식 밴드(28)가 프레임(24) 둘레를 조임으로써 설치 후 열보호 캡(5)상의 적소에 고정되도록 연결 디테일을 형성하는 부착수단이다. 도 3에 도시된 실시예에서, 2개의 리본 섹션(29)은 고정수단(루프 및 후크, 또는 벨크로 시스템(상표)와 같은 다른 수단)에 의해 함께 연결될 수 있는 탈착식 밴드(28)의 두 단부에 배치된다. 또한, 스트래핑 밴드로서 열보호 캡(5) 둘레에 탈착식 밴드(28)를 적소에 유지하기 위한 조임기구로서 사용되는 금속 밴드(26)(도 3)가 있다.

플랫앵글 브래킷(22)이 복합 단열시스템 또는 임의의 다른 요소에 의해 덮이지 않기 때문에, 밴드(28)의 제거는 열보호 캡(5)의 고정을 위한 용이한 접근을 허용한다.

손잡이(30)는 바람직하게는 열보호 캡(5)의 취급을 용이하게 하기 위해, 제 1 층(10) 위의, 열보호 캡(5)의 외부면에 사용된다. 손잡이는 견고성을 위해 층(10 및 12)에 층간 스티칭된다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 세장형 구조요소의 단부용 열보호 장치는 상기 원통형 열보호 캡(5)을 포함하고, 바람직하게는 기계가공된 구멍을 갖는 단열보드(40)를 더 포함한다. 상기 단열보드(40)는 상기 원통형 열보호 캡(5)의 개구(8)에 배치될 수 있어, 구멍이 상기 개구(8)를 대면한다. 이러한 경우에, 금속 프레임(24)은 단열보드(40)에 부착된다. 가능한 실시예에서, 단열보드(40)는 칼슘 실리케이트 보드이다. 이러한 단열보드(40)는 정밀 기계가공되고 보호 구조물, 즉 앵커리지(52)가 도 10 및 도 11의 우측을 향하여 뻗어 있는 콘크리트 패널(51)에 (예를 들어 볼트) 기계적으로 고정된다.

설치를 위해, 층(20, 18 및 16)이 이미 고정된 금속 프레임(24)은 제 1 내부 어셈블리를 형성한다. 그 다음, 제 1 층(10) 및 제 2 층(12)에 의해 형성된 일체형 커버가 이전에 부착 된 제 1 어셈블리 주위에 결합된다: 커버(제 1 층(10) 및 제 2 층(12))는 제 3 층(16) 위로 활주하는 독립형 슬리브 또는 외부 어셈블리를 형성한다. 금속 프레임과 층들(20, 18, 16, 12 및 10)로 구성된 전체 어셈블리는 피보호세장형 구조요소의 단부 위에 설치된다.

열보호 캡(5)은 적용의 요구되는 치수에 따라 크기가 다양할 수 있다. 예를 들어, 열보호 장치는 외경이 200 내지 1000 밀리미터, 특히 약 500 밀리미터이며, 길이가 약 500 밀리미터 내지 2000 밀리미터 이상이다.

또한, 열보호 캡(5)은 피보호 앵커리지(40) 및 엔드 캡(52)의 형상, 앵커리지의 위치에서의 이용 가능한 공간 및/또는 원통형 열보호 캡의 복합 단열시스템에 사용된 특정한 층들에 따라 상이한 형상을 가질 수 있다. 도 1 및 도 2에서, 제 1 내지 제 5 층(10, 12, 14, 16, 18 및 20)은 원형 단면을 갖는 원통형 벽을 갖지만 난형, 타원형, 직사각형, 정사각형, 다른 사변형 또는 보다 일반적으로 다른 다각형 모양과 같이 다른 단면 형상도 가능하다.

이러한 구성은 설비의 개장을 위해 새로이 설치되고 기존의 토목 구조물에 열보호 외피(60) 및 열보호 캡(5)을 사용할 수 있게 한다.

열보호 외피(60) 및 선택 사양인 열보호 캡(5)은 앵커리지(52)로부터 이어지는 인장 케이블(50)(또는 임의의 다른 구조적 세장요소)의 길이(주행부 및 단부)에 대한 고도의 열보호를 위한 해결책을 제공하는 열보호 장치(90)를 형성한다. 이 열보호 외피(60)는 600℃ 이상(800℃, 1000℃, 및 어떤 경우 1200℃까지)의 온도를 30분 이상, 즉 최대 90분 이상까지의 시간주기 동안 견딤으로써 감싸진 인장 케이블(50) 부분을 효율적으로 보호할 수 있다. 이러한 고도의 열보호는 인장 케이블의 기계적 저항이 임계점으로 감소하기 전에, 예를 들어, 화재로 교통 체증이 야기되고 교통 체증이 소방수단의 도착을 지연시키는 교통 정체된 다리에, 화재 대응팀이 도착하기에 충분한 시간을 제공하는 것이 요구되고, 또한, 이 열보호 외피(60)는 인장 케이블(50) 및 전체 건축물에 가해진 부가 하중을 제한하는 인장 케이블(50)에 가외 중량을 절감시키는 저중량 해결책을 제공하고, 또한 벗겨질 필요가 있는 열보호 외피(60)의 일부분이 수동으로 취급될 수 있기 때문에 제어될 필요가 있는 인장 케이블(50)의 부품에 대한 유지보수를 허용하며, 게다가, 이 열보호 외피(60)는 가요성으로 인해 케이블의 자유로운 이동을 방해하지 않는다.

따라서, 본 명세서에서는 케이블(50)의 단부(들)에 (가능하게는 2개 앵커리지부를 포함한) 적어도 하나의 앵커리지부(52)를 갖는 인장 케이블(50)과 같은 세장형 구조요소, 및 상기 원통형 열보호 외피(60)가 상기 앵커리지부(52)로부터 뻗어 있는 상기 케이블(50)의 길이를 덮는 적어도 하나의 열보호 외피(60)를 포함한 가늘고 긴 구조의 장치가 제공된다. 가능한 실시예에서, 상기 앵커리지(52)를 덮는 원통형 열보호 캡(5)도 또한 있다.

바람직하게는, 세장형 구조요소는 외부 사후인장 케이블 또는 스테이 케이블이다.

따라서, 본 명세서에서는 하나의 앵커리지(52)에 또는 앵커리지(52) 가까이에 고정된 단부를 갖는 세장형 구조요소를 갖는 토목 구조물에서 상술한 바와 같은 원통형 열보호 외피(60)의 사용이 제시되며, 상기 열보호 외피(60)는 적어도 하나의 앵커리지(52)에 가까운 상기 세장형 구조요소의 길이를 감싼다. 이러한 열보호 외피(60)로, 토목 구조물이 얻어지며, 상기 원통형 열보호 외피(60)는 (케이블(50)과 같은) 상기 세장형 구조요소의 주행길이와 지지 또는 주변 토목 구조물에 단단히 연결된 요소 간의 전환점에서 앵커리지(52)에서 각회전(α)(기준점 P)과 같은 횡방향 운동을 적어도 50mrad까지 수용할 수 있다.

원통형 열보호 캡(5)의 대안적인 실시예에서, 복합 단열시스템은 적어도:

- 보호 외부면을 갖는 제 1 외부층;

- 상기 제 1 외부층의 내부면을 덮고, 필라멘트 및 강화 얀으로 제조된 섬유인 제 2 층; 및

- 상기 제 2 층의 내부면을 덮고 본질적으로 섬유로 제조된 단열층을 포함하는 제 3 층을 포함하고,

적어도 2개의 층이 함께 스티칭된다.

바람직하게는, 적어도 상기 제 1 및 제 2 층은 함께 스티칭된다. 바람직하게는, 제 1 및 제 2 층은 한 쌍으로 함께 스티칭된다. 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2 층 사이의 스티칭은 열보호 캡에 대한 견고한 외부 엔벌로프를 형성하도록 양축방향으로 인터-스티칭된다.

변형으로서, 제 1, 제 2 및 제 3 층이 모두 인터 스티칭된다.

원통형 열보호 캡(5)의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복합 단열시스템은 제 3 층의 내측면을 덮고 미세다공질 단열재를 포함하는 제 4 층을 더 포함한다.

이러한 제 4 층은 열전도도가 낮아서, 고온 단열 배리어를 형성하는 한편 원통형 열보호 캡을 형성하는 복합 단열시스템에 구조적 무결성을 추가한다. 바람직하게는, 이 제 4 층은 가요성 미세다공질 층이다. 바람직하게는, 이 제 4 층은 입자를 포함한다.

원통형 열보호 캡(5)의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복합 단열시스템은 상기 제 4 층의 내측면을 덮는 제 5 층을 더 포함한다. 바람직하게는, 이 제 5 층은 제 4 층에 부착된다. 바람직하게는, 이 제 5 층은 구조층을 포함한다.

이러한 제 5 층은 내구성있는 보호층을 형성하며, 이는 제 4 층에 추가 보호를 제공하며, 특히 원통형 열보호 캡의 취급동안 기계적 보호를 제공한다. 바람직하게는, 제 5 층은 제 4 층에 스티칭된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 원통형 열보호 캡은 상기 복합 단열시스템 내에 배치되고 상기 복합 단열시스템에 부착되는 프레임을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이 프레임은 금속 프레임이다. 대안으로, 이 프레임은 세라믹 재료 또는 복합 재료로 제조된다. 이러한 프레임은 특히 복합 단열시스템의 가요성으로 특정한 방향의 애플리케이션에서 캡에 대한 모양이 불안정해지는 대형 사이즈의 캡에 대해 복합 단열시스템을 형성하는 샌드위치의 기계적 무결성을 안정화시키도록 요구된다.

스틸 프레임과 같은 프레임의 경우, 복합 단열시스템의 열복합층은 강체 프레임에 영구적으로 고정되고, 전체 구조적 설비가 지속적인 강성을 제공한다. 이러한 프레임은 또한 원통형 열보호 캡을 세장요소 또는 피보호 세장형 요소의 단부 상에 설치 및 고정하는 것을 용이하게 한다.

또한, 본 발명은 세장형 구조요소의 열보호를 위한 열보호 캡의 사용에 관한 것이다. 이러한 세장형 구조요소는 예를 들어 토목 구조물에 대한 강도 및 기계적 하중저항을 제공하는 요소로서 작용한다. 본 발명에 따른 이러한 열보호 캡은 임의의 세장형 또는 원통형 하중 베어링 구조 또는 임의의 인장 부재(사후인장 텐던 및 스테이 케이블을 포함한) 및 이들의 앵커리지를 포함하는 원통형 베어링 부재의 단부에 대한 열보호를 제공할 수 있다 .

특히, 본 발명은 사후인장 케이블 앵커리지 또는 스테이 케이블 앵커리지 또는 그라운드 앵커의 단부의 열보호를 위한 열보호 캡의 사용에 관한 것이다.

가능한 응용으로서(미도시), 열보호 캡(5)은 인장 케이블의 앵커 요소, 또는보다 일반적으로 말단부가 콘크리트 구조물에 매설된 세장형 인장요소를 덮을 수 있다. 상기 세장형 인장요소는, 예를 들어, 외부 하중 또는 왜곡의 적용을 받아 콘크리트 구조물에서 발생하는 바람직하지 않은 인장 응력을 제어하기 위해 상기 콘크리트 구조물에 사전 압축력을 가하기 위해 사용되는 프리스트레싱 케이블일 수 있다. 일실시예에서, 상기 콘크리트 구조물은 예를 들어 격납구조에 양의 내부 압력을 가하는 물질을 함유하는데 사용되고 따라서 인장 후프 응력을 발생시켜 차례로 매설된 프리스트레싱 케이블에 의해 콘크리트 구조물에 사전압력을 가함으로써 보상되는 평면도로 보면 원형 형상의 격납구조일 수 있다. 이러한 격납구조는 예를 들면 원자력 발전소의 액화천연가스 또는 저장용기의 일부에 대한 저장탱크이다. 이러한 격납구조물의 전반적인 구조적 안전성을 위한 사전응력 케이블의 중요성을 감안할 때, 열보호 캡을 제거해야 하는 정기검사 또는 힘 측정이 종종 수행된다. 앵커요소의 위치에 대한 액세스는 지면위의 높이 또는 한정된 공간으로 인해 종종 어렵다. 따라서, 이러한 열보호 캡(5)은 손으로 다루게 하도록 경량인 것이 바람직하다. 이러한 경우, 열보호 캡은 예를 들어 전기장비, 용접 또는 제한된 조건과 유지보수 중 사용되는 연료, 그리스 또는 기타 제품의 형태로 하이드로카본의 존재 가능성으로 인해 매우 고온으로 급격히 전개될 수 있는 기타 열원과 관련된 유지보수 중에 발생하는 화재로부터 앵커리지를 보호해야 할 필요가 있다.

열보호 캡(5)의 또 다른 용도(미도시)에서, 이는 인장 케이블의 앵커 요소, 또는 보다 일반적으로는 세장형 인장요소를 커버하며, 이 인장요소의 단부는 토양에 그리고 토양의 일부를 덮고 있는 콘크리트 요소에 매립되어 있다. 이 배치는 그라운드 앵커를 형성한다. 일단의 그라운드 앵커는, 예를 들어, 기계식 연동 또는 시멘트 주입을 통한 접합을 통해 토양 또는 암석에 고정되고, 타단의 그라운드 앵커요소는 콘크리트 구조물에 놓여 있다. 이 배치는 구조물에 대해 그라운드 앵커에 사전응력을 가하도록 하고, 이에 따라 도입된 앵커링 힘에 의해 구조물의 움직임이 억제되고 제어된다. 토양의 움직임 또는 다짐으로 인해, 이러한 그라운드 앵커는 남아있는 앵커 힘에 대한 검사 또는 측정을 목적으로 앵커요소에 정기적인 개입을 필요로 한다. 따라서 열보호 캡(5)은 일반적으로 노출되어 있고 지면 위의 높이로 인해 접근하기 어려운 위치에서 이러한 개입 중에 수동 조작을 허용하기 위해 경량이어야 한다. 우발적으로 또는 고의로 발생한 화재의 영향에 대비해 크게 하중을 받는 앵커요소를 보호하기 위해 연료나 유상하중 형태의 대량의 하이드로카본을 운반하는 차량, 선박 또는 기차가 이용하는 도로, 철도, 주운수로(舟運水路) 또는 기타 교통경로에 앵커요소들이 인접해 위치된 곳에 열보호 캡(5)이 일반적으로 요구된다.

또한, 이러한 구성은 본 발명에 따른 열보호 캡(5)을 장비의 개장을 위한 기존의 토목 구조물에 사용할 수 있게 한다.

그러므로, 본 명세서에서, 앵커리지에 고정된 단부를 갖는 세장형 구조요소를 갖는 토목 구조물에서 상술한 바와 같은 원통형 열보호 캡(5)의 사용이 제시되며, 상기 열보호 캡(5)은 상기 앵커리지의 일부를 형성하며 상기 세장형 구조요소의 단부를 감싼다.

원통형 열보호 캡(5), 및 보다 일반적으로 복합 단열시스템은 또한 환경적 영향, 즉, 직사광선 노출, 화재 이외의 다른 소스로 인한 주위 온도의 임의의 변화와 같은 다른 열원에 대한 보호를 제공한다.

따라서, 본 명세서에서는 구조요소의 말단부의 열보호를 위한, 특히 사후인장 텐던, 스테이 케이블 또는 그라운드 앵커 등의 단부 앵커리지용의 원통형 화재 절연 캡이 제시되어 있다. 이러한 캡은 앵커리지/파이프, 특히 앵커리지 단부 또는 파이프 단부 위에 설치되는 커버를 형성한다. 이 캡은 특히 고강도 스틸 또는 다른 고 인장재료로 만들어진 임의의 구조적 세장요소의 단부에 대한 열보호 역할을 할 수 있다.

1. 열보호 외피
2. 벽
3. 개구
4. 조인트
4₁. 제 1 스텝
4₂. 제 2 스텝
5. 원통형 열보호 캡
6. 원통형 벽
7. 단부 벽
8. 개구
10. 외부 제 1 층(금속 외부면)
12. 제 2 층(필라멘트 및 강화 얀으로 만든 섬유)
14. 스티칭
15. 내열 스레드
16. 제 3 층(섬유가 있는 단열층)
18. 제 4 층(미세다공질 단열재)
20. 제 5 층(구조층)
22. 플랫앵글 브래킷
24. 프레임
26. 부착수단(금속 밴드)
28. 클로저 밴드(스트래핑)
29. 부착수단(리본섹션)
30. 손잡이
40. 절연보드
50, 인장 케이블
51. 콘크리트 패널
52. 앵커리지
53. 엔드 캡
55. 가이드 파이프
55a. 플랜지
60. 방열 외피
61. 제 1 원통부
61a. 원통형 공간
62. 제 2 부분
62a. 환형 공간
63. 제 3 원통부
64. 외부 커버
65. 절연지지 보드
66. 내부 플랜지
70. 가이드 시스템
71. 스플라이스 조인트
72. 댐퍼
73. 외피
75. 외부 커버
76. 조인트
76₁. 제 1 스텝
76₂. 제 2 스텝
80. 파이프
90. 열보호 장치
91. 고정부
92. 횡방향 이동용 가요부
93. 휨용 가요부
100. 데크
P. 기준점
α. 왜곡된 외피의 회전 각도
R. 왜곡된 외피의 반경

Claims (35)

1. 세장형 구조요소(50)의 길이를 커버하기 위한 원통형 열보호 외피(1;60)로서,
   열전도도가 800℃에서 0.11　W/m·℃ 이하이고 두께가 50mm 미만인 샌드위치형 복합 단열시스템(10, 12, 16, 18, 20)을 포함하는 원통형 열보호 외피(1;60).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 외피(1,60)는:
   W_max = K x D
   로 주어진 단위길이당 최대 중량(W_max)을 가지며,
   여기서, K는 20 내지 30이고, D는 외피(1,60)의 최소 내경(미터 단위)이며, W_max는 Kg/m 단위인 원통형 열보호 외피(1;60).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 외피(1,60)는 두께가 20 내지 40mm인 원통형 열보호 외피(1;60).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외피(1,60)는 D와 같은 횡방향 이동을 수용할 수 있고, D는 외피(1,60)의 내경인 원통형 열보호 외피(1;60).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외피(1,60)의 가요성으로 인해 약 2m 이상의 직경을 갖는 원호를 형성하도록 상기 외피(1,60)가 휘어질 수 있는 원통형 열보호 외피(1;60).
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외피(1,60)는 앵커리지 부근에 세장형 구조요소의 길이를 커버하기 위하기 위해 제 1 직경을 갖는 제 1 원통부(61), 원뿔의 원뿔대로 형성되고 직경이 감소하며 제 1 원통부로부터 뻗어 있는 제 2 부(62), 및 제 1 직경보다 작은 제 3 직경을 갖는 제 3 원통부(63)를 포함한 세 부분을 갖는 원통형 열보호 외피(1;60).
7. 제 6 항에 있어서,
   외피(60)의 적어도 한 부분은 가역식으로 함께 어셈블리된 2개의 하프쉘들에 의해 형성되는 원통형 열보호 외피(1;60).
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   제 2 부(62) 및 제 3 원통부(63) 모두 2개의 하프쉘에 의해 형성된 원통형 열보호 외피(1;60).
9. 제 5 항에 있어서,
   제 1 및 제 2 부의 총 길이는 외피(60)의 총 길이의 75% 이하인 원통형 열보호 외피(1;60).
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 단열시스템은 적어도:
    - 필라멘트 및 강화 얀으로 제조된 섬유인 제 2 층(12); 및
    - 제 2 층(12)의 내부면을 커버하고 기본적으로 섬유로 제조된 단열층을 포함한 제 3 층(16)을 포함하는 원통형 열보호 외피(1;60).
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복합 절연층(20)은 보호 외부면을 갖는 제 1 외부층(10)을 더 포함하고, 상기 제 2 층(12)은 상기 제 1 외부층(10)의 내부면을 커버하는 원통형 열보호 외피(1;60).
12. 제 11 항에 있어서,
    제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층(10,12,16) 사이에 적어도 2개층이 함께 스티칭되는 원통형 열보호 외피(1;60).
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 층(16)은 열전도도가 1000℃에서 0.55W/m·℃ 미만인 원통형 열보호 외피(1;60).
14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 층(16)은 상기 섬유로 채워진 별개의 컴파트먼트를 정의하는 엔벨로프를 포함하는 원통형 열보호 외피(1;60).
15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 층(16)의 상기 섬유는 세라믹, 유리 또는 무기조성물 중 어느 하나로 제조되는 원통형 열보호 외피(1;60).
16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 단열시스템은 제 3 층(16)의 내부면을 커버하고 미세다공질 단열재를 포함하는 제 4 층(18)을 더 포함하는 원통형 열보호 외피(1;60).
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 4 층(18)은 열전도도가 800℃에서 0.1W/m·℃ 미만인 원통형 열보호 외피(1;60).
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제 4 층(18)은 상기 미세다공질 단열재로 채워진 별개의 컴파트먼트를 정의하는 엔벨로프플 포함하는 원통형 열보호 외피(1;60).
19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세다공질 단열재는 입자를 포함하는 원통형 열보호 외피(1;60).
20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세다공질 단열재는 실리카 및/또는 칼슘 실리케이트 및/또는 알루미나를 포함하는 원통형 열보호 외피(1;60).
21. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 4 층(18)은 소수성인 원통형 열보호 외피(1;60).
22. 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 단열시스템은 제 4 층(18)의 내부면을 커버하고, 제 4 층(18)에 부착되며 구조층을 포함하는 제 5 층(20)을 더 포함하는 원통형 열보호 외피(1;60).
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 5 층(20)은 유리섬유를 포함하는 원통형 열보호 외피(1;60).
24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 원통형 열보호 외피(1;60)와 원통형 벽(6) 및 폐쇄단부벽(7)을 갖는 원통형 열보호 캡(5)을 포함한 열보호 장치로서,
    상기 원통형 벽(6)은 세장요소의 단부의 도입을 위한 개구를 정의하고, 상기 원통형 벽(6)과 상기 단부벽(7)은 상기 원통형 열보호 외피(60)와 동일한 샌드위치형 복합 단열시스템을 포함하는 열보호 장치.
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 열보호 캡(5)은 상기 복합 단열시스템내에 배치되고 상기 복합 단열시스템에 부착된 프레임(24)을 더 포함하는 열보호 장치.
26. 제 14 항에 따른 원통형 열보호 외피(1; 60)를 포함하는 제 25 항에 따른 열보호장치(90)로서,
    상기 열보호 캡의 상기 복합 단열시스템의 상기 제 4 층(18)에 프레임(24)이 부착되는 열보호 장치(90).
27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    프레임(24)은 금속 프레임 또는 세라믹 프레임인 열보호 장치(90).
28. 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    구멍을 가진 절연보드(40)를 더 포함하고,
    상기 절연보드(40)는 상기 원통형 열보호 캡(5)의 개구(8)에 배치될 수 있고, 상기 개구(8)에 구멍이 대면하는 열보호 장치(90).
29. 주행부와 인장 케이블의 단부에 적어도 하나의 앵커리지부(52)를 갖는 인장 케이블(50), 및 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 열보호 외피(1; 60)를 포함한 세장형 구조장치로서,
    상기 원통형 열보호 외피(1; 60)는 앵커리지부(52)로부터 뻗어 있는 주행 케이블의 길이를 커버하는 세장형 구조장치.
30. 제 29 항에 있어서,
    열보호 외피(1; 60)를 감싸는 외부 커버(73, 64, 75)를 더 포함하는 세장형 구조장치.
31. 제 29 항에 있어서,
    상기 앵커리지부를 커버하는 원통형 열보호 캡(5)을 더 포함하고, 상기 원통형 열보호 캡(5)은 원통형 벽(6)과 폐쇄 단부벽(7)을 가지며, 상기 원통형 벽(6)은 상기 앵커리지부(52)의 도입을 위한 개구를 정의하고, 상기 원통형 벽(6)과 상기 단부벽(7)은 상기 원통형 열보호 외피(1; 60)와 동일한 샌드위치형 복합 단열시스템을 포함하는 세장형 구조장치.
32. 제 29 항에 있어서,
    상기 인장 케이블은 외부의 사후인장 케이블인 포함하는 세장형 구조장치.
33. 제 29 항에 있어서,
    상기 인장 케이블은 스테이 케이블인 포함하는 세장형 구조장치.
34. 단부가 앵커리지에 고정되는 세장형 구조요소들을 가진 토목 구조물로서,
    제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 원통형 열보호 외피(1; 60)가 상기 앵커리지(52) 중 적어도 하나에 가까운 상기 세장형 구조요소의 길이를 감싸는 토목 구조물.
35. 제 34 항에 있어서,
    상기 원통형 열보호 외피(1; 60)는 상기 세장형 구조요소의 주행길이와 지지 또는 주변 토목 구조물에 단단히 연결된 요소들 간에 전환점에서 앵커리지에서 각회전(α)과 동일한 횡방향 운동을 적어도 50mrad까지 수용할 수 있는 토목 구조물.

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