KR20180107998A - 모듈형 단열재 - Google Patents

Abstract

단열성 및 시공성이 개선되도록, 본 발명은 길이방향 일단부에 길이방향 일측으로 단차지게 돌출된 링형 단차돌출부가 형성되고 길이방향 타단부에 상기 단차돌출부에 대응되는 단면적으로 길이방향 일측으로 함몰 링형 단차홈부가 형성되되, 저온 유체가 수송되는 파이프의 외주를 감싸도록 길이방향으로 복수 배열되어 연속 배치된 쌍의 대향단부측 단차홈부 및 단차돌출부가 상호 맞물림 결합되는 단열소재의 커버관부; 길이방향으로 다단 배열된 상기 커버관부 중 기설정된 경계위치에 배치된 둘 사이의 신축유격공간에 삽입되는 보온부; 및 상기 경계위치의 외곽을 따라 여유단열공간이 형성되도록 상기 커버관부의 외경을 초과하는 내경을 갖는 커버케이스와, 상기 커버케이스의 길이방향 양단부로부터 반경방향 내측으로 협소화되도록 구비되어 상기 커버관부의 외주에 밀착되는 결합링부를 포함하는 보강관부를 포함하는 모듈형 단열재을 제공한다.

Description

모듈형 단열재{module type insulation}

본 발명은 모듈형 단열재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단열성 및 시공성이 개선되는 모듈형 단열재에 관한 것이다.

일반적으로 생산지에서 생산된 천연가스는 고압 및 극저온(약, -160℃) 처리를 통해 기체 상태에 비해 1/600 정도의 용적비율을 갖는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG)로 전환되어 운반 및 보관된다.

LNG선은 극저온 화물의 안전한 이송을 위해 액화천연가스 탱크를 이용하여 천연가스를 수송하며, LNG의 이송시 극저온 상태를 안정적으로 유지하기 위해 파이프의 외측에 단열재가 마련된다.

한편, 도 1은 종래의 파이프 단열재를 나타낸 예시도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 파이프 단열재(10)는 파이프(90)의 외경에 대응되는 내경을 갖는 원호형 관 형상으로 구비되며, 파이프(90)를 감싸도록 원주방향 및 축방향을 따라 다단(10,10a,12) 배치된다. 그리고, 각 단열재(10)의 축방향 및 원주방향 단부가 접착제(20)를 통해 인접한 다른 단열재와 결합되어 시공이 완료될 수 있다.

그러나, 상기 단열재(10)의 접촉단부 간 접합을 위해 사용되는 접착제(20)는 저온에서도 안정적인 결합성능을 유지하기 위해 단열성이 낮을 뿐만 아니라, 인접한 단열재(10) 사이에 접착제(20)가 완전하게 도포되지 않는 경우에는 외부의 고온 대기가 파이프(90)의 표면까지 직접 유동될 수 있어 단열재(10) 간 접촉단부에서 다량의 열교환이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 관 형상의 단열재는 파이프측 저온과 외부대기측 고온에 의해 길이방향으로 신장 또는 수축 변형되는데, 이와 같은 신축시 인접한 파이프 간의 압력으로 인해 접촉단부가 변형 또는 파손되는 경우가 잦았으며, 이로 인한 균일이나 간극이 형성되어 단열성능이 저하되는 문제점이 있었다.

한국 등록실용신안 제20-0411561호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 단열성 및 시공성이 개선되는 모듈형 단열재를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 길이방향 일단부에 길이방향 일측으로 단차지게 돌출된 링형 단차돌출부가 형성되고 길이방향 타단부에 상기 단차돌출부에 대응되는 단면적으로 길이방향 일측을 향해 함몰된 링형 단차홈부가 형성되되, 저온 유체가 수송되는 파이프의 외주를 감싸도록 길이방향으로 복수 배열되어 연속 배치된 쌍의 대향단부측 단차홈부 및 단차돌출부가 상호 맞물림 결합되는 단열소재의 커버관부; 길이방향으로 다단 배열된 상기 커버관부 중 기설정된 경계위치에 배치된 둘 사이의 신축유격공간에 삽입되는 보온부; 및 상기 경계위치의 외곽을 따라 여유단열공간이 형성되도록 상기 커버관부의 외경을 초과하는 내경을 갖는 커버케이스와, 상기 커버케이스의 길이방향 양단부로부터 반경방향 내측으로 협소화되도록 구비되어 상기 커버관부의 외주에 밀착되는 결합링부를 포함하는 보강관부를 포함하는 모듈형 단열재를 제공한다.

여기서, 상기 신축유격공간은 상기 단차홈부의 내주측 제1유격공간과, 상기 단차돌출부의 외주측 제2유격공간을 포함하고, 상기 보온부는 실리카, 알루미늄, 크로뮴, 주석, 탄소를 포함하는 군 중 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 형성된 에어로젤 소재가 함침된 단열섬유가 상기 제1유격공간 및 상기 제2유격공간에 각각 링 형상으로 충진되어 구비되되, 상기 커버관부의 외주에는 상기 제2유격공간을 감싸도록 밀착 결합되는 니트릴 고무재질의 탄성밀폐관부가 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 커버관부는 상기 파이프의 둘레를 기설정된 각도로 감싸는 원호형으로 분할 구비되되, 분할된 각각의 원주방향 일단부에 원주방향 일측으로 돌출된 스텝돌출부가 형성되고 원주방향 타단부에 상기 스텝돌출부에 대응되는 단면적으로 원주방향 일측을 향해 함몰된 스텝홈부가 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 단차돌출부 및 상기 단차홈부 간 접촉단부에는 반경방향 외측 및 내측으로 돌출되어 상호 걸림되는 걸림돌기부가 형성되되, 상기 걸림돌기부와 대향되는 부분을 따라 상기 걸림돌기부가 삽입되어 슬라이드되는 슬라이드홈부가 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 커버관부의 내주에는 상기 파이프의 외주에 캡슐단열공간이 형성되도록 반경방향 외측으로 라운드지게 함몰 형성된 단열홈부가 길이방향 및 원주방향을 따라 복수 배열됨이 바람직하다.

상기와 같은 해결 수단을 통해서, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 복수의 커버관부가 길이방향 가압에 따라 상호 대향되는 단차홈부 및 단차돌출부의 맞물림을 통해 결합되므로 손쉬운 시공이 가능하며, 커버관부 간 연결부분의 단차를 통해 반경방향으로의 공기유동 등으로 인한 열전달이 최소화되어 제품의 단열성능이 개선될 수 있다.

둘째, 연속 배열된 커버관부 사이가 소정의 간격으로 유격되되 유격된 공간에 에어로젤 소재가 함침된 단열섬유가 충진되어 커버관부의 수축 및 팽창이 유연하게 수용되면서도 유격공간에서의 열 유동이 최소화되므로 제품의 단열 성능이 개선될 수 있다.

셋째, 제2유격공간을 감싸도록 저온 유연성이 높은 니트릴 고무 재질의 탄성밀폐관부가 결합되므로, 커버관부의 신축시에도 탄성밀폐관부의 탄성 변형을 통해 제2유격공간의 밀폐 상태가 안정적으로 유지될 수 있어 공기 유동으로 인한 열전달이 최소화되고 제품의 단열 성능이 더욱 개선될 수 있다.

넷째, 상기 보강관부가 상기 커버관부의 외경에 대응되는 내경을 갖는 결합링부를 통해 커버관부의 신축 변형을 수용하도록 슬라이드 가능하게 결합되되, 커버관부의 외경을 초과하는 내경을 갖는 커버케이스를 통해 보온부의 외곽에 여유단열공간을 형성하여 신축유격공간에 대한 단열성능을 현저히 개선시킬 수 있다.

도 1은 종래의 파이프 단열재를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 단열재의 설치 과정을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 단열재를 나타낸 단면도.
도 4는 도 3의 A-B단면을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 단열재를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 단열재를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 모듈형 단열재를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모듈형 단열재를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 단열재의 설치 과정을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 단열재를 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 3의 A-B단면을 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모듈형 단열재(100)는 커버관부(110), 보온부(120), 그리고 보강관부(130)를 포함한다.

여기서, 모듈형 단열재(100)는 액화천연가스(LNG) 등의 저온 유체가 수송되는 파이프(90)에 적용되어 파이프(90) 및 외기 간의 열 유동을 최소화함으로써 결과적으로 저온 유체가 낮은 온도상태를 유지하며 이송될 수 있도록 한다.

이때, 상기 파이프(90)는 스테인리스강 등의 금속 재료로 형성된 원통 형상의 부재로 내부에 저온 유체가 유동되는 유로가 형성되고, 라운드진 외주면을 갖는다.

한편, 상기 커버관부(110)는 상기 파이프(90)의 외경에 대응되는 내경을 갖는 원통 형상으로 길이방향 일단부에 링형 단차돌출부(111)가 형성되고, 길이방향 타단부에 링형 단차홈부(112)가 형성된다.

이때, 상기 단차돌출부(111)는 상기 커버관부(110)의 일단면(113)으로부터 길이방향 일측으로 돌출되어 형성되되, 일단면(113)의 전체 원주에 대응되되 일단면(113)의 전체 단면적보다 좁은 단면적을 갖는 링형 또는 원호형으로 돌출되어 일단면(113)에 단차를 형성한다. 여기서, 상기 커버관부(110)의 일단면(113)은 단차돌출부(111)가 형성되지 않은 상태를 의미한다.

즉, 도 2와 같이, 상기 단차돌출부(111)는 상기 커버관부(111)의 일단면(113) 내경에 대응되는 내경을 갖되 상기 커버관부(111)의 일단면(113) 외경 미만의 외경을 갖도록 돌설될 수 있다.

물론, 상기 단차돌출부(111)는 상기 커버관부(111)의 일단면(113) 내경을 초과하는 내경을 갖되 상기 커버관부(111)의 일단면(113) 외경에 대응되는 외경을 갖도록 돌설되는 것도 가능하며, 상기 커버관부(111)의 일단면(113) 내경을 초과하되 상기 커버관부(111)의 일단면(113) 외경 미만의 외경을 갖도록 돌설되는 것도 가능하고, 반경방향으로 다단 구비되는 것도 가능하다.

그리고, 상기 단차홈부(112)는 성기 커버관부(110)의 타단면(114)으로부터 길이방향 일측으로 함몰되어 형성되되, 상기 단차돌출부(111)의 단면적과 동일한 단면적을 갖는 링형 또는 원호형으로 형성된다. 여기서, 상기 커버관부(110)의 타단면(114)은 상기 단차홈부(112)가 미형성된 상태를 의미한다.

이때, 상기 커버관부(110)의 일단면(113)으로부터 상기 단차돌출부(111)가 돌출된 길이는 상기 커버관부(111)의 타단면(114)으로부터 상기 단차홈부(112)가 함몰된 깊이와 동일하게 구비됨이 바람직하다.

한편, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 커버관부(110)는 상기 파이프(90)의 외주를 따라 길이방향으로 복수 배열되어 연속 배치된 쌍(110,110c)의 대향단부(114,113c)측 단차홈부(112) 및 단차돌출부(111c)가 상호 맞물림 결합된다.

상세히, 상기 커버관부(110)는 단열성능이 뛰어난 폴리우레탄폼(polyurethane foam), 폴리이소시아누레이트 폼(polyisocyanurate foam) 등을 소재로 제조될 수 있다.

이때, 상기 커버관부(110)는 파이프(90)에 저온 유체가 유동될 때와 유동되지 않을 때의 온도 차로 인해 길이방향으로 신축되며, 신축시 뒤틀림 등으로 인한 치수 변형이 최소화될 수 있는 소정의 단위길이규격으로 제조된다.

반면, 상기 파이프(90)는 상기 커버관부(110)의 규격을 초과하는 경우가 일반적이므로, 복수의 커버관부(110)가 길이방향으로 다단 배열되어 상기 파이프(90)의 외주에 단열구조를 형성할 수 있다.

여기서, 대향단부는 길이방향으로 연속 배치된 한쌍의 커버관부(110)에서 마주보는 단부를 의미하며, 길이방향 일측에 배치된 커버관부(110)의 타단면(114)과, 길이방향 타측에 배치된 커버관부(110c)의 일단면(113c)을 의미한다.

이때, 길이방향으로 다단 배열된 복수의 커버관부(110) 중 연속 배치된 한쌍은 하나(110)의 단차홈부(112)에 다른 하나(110c)의 단차돌출부(111c)가 맞물림되어 결합될 수 있다.

이에 따라, 복수의 커버관부(110)가 길이방향으로 가압되면, 상호 대향되는 대향단부측 단차홈부 및 단차돌출부가 상호 맞물림되며 결합될 수 있으므로 매우 손쉬운 시공이 가능하다.

또한, 단차홈부 및 단차돌출부의 맞물림으로 연결된 커버관부 간 접촉면적이 증가되므로 안정적인 결합이 가능하고, 두 커버관부 간 연결부분의 단차를 통해 반경방향으로의 공기유동 등으로 인한 열전달이 최소화되므로 제품의 단열성능이 개선될 수 있다.

그리고, 단차홈부(112) 및 단차돌출부(111c) 간 맞물림이 유지된 상태에서 인접한 두 커버관부(110) 사이의 결합 간격이 단차홈부(112)의 깊이 및 단차돌출부(111c)의 길이 중 짧은 하나의 범위 내에서 조절될 수 있다.

즉, 단차홈부(112)의 깊이가 단차돌출부(111c)의 길이보다 깊은 경우, 상기 단차돌출부(111c)의 길이 미만으로 단차홈부(112) 및 단차돌출부(111c)의 결합간격이 조절될 수 있으며, 단차돌출부(111c)의 길이가 단차홈부(112)의 깊이보다 긴 경우, 상기 단차홈부(112)의 깊이 미만으로 단차홈부(112) 및 단차돌출부(111c)의 결합간격이 조절될 수 있다.

여기서, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 파이프(90)가 직경이 균일한 직선형인 경우에는 상기 각 커버관부(110)는 정원형으로 구비되어 파이프(90)의 일단 또는 타단으로 삽입될 수 있으나, 파이프(90)의 양단부에 파이프 간 결합 또는 타부재와 연결을 위한 플랜지부가 구비된 경우에, 상기 커버관부(110)는 기설정된 각도의 원호형으로 분할 구비됨이 바람직하다.

즉, 상기 커버관부(110)는 상기 파이프(90)의 둘레를 기설정된 각도로 감싸는 원호형으로 분할 구비된다. 예를 들어, 하나의 커버관부(110)는 90도로 사분할된 4개의 분할관으로 구비되거나, 120도로 삼분할된 3개의 분할관, 180도로 이분할된 2개의 분할관으로 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 커버관부(110)가 파이프(90)의 외주에 용이하게 결합될 수 있다.

이때, 분할된 각각은 반경방향으로 파이프(90)의 외주에 밀착될 수 있도록 180도 이하로 분할됨이 바람직하며, 분할 개수가 작을수록 설치편의성 및 단열성능이 개선될 수 있으므로 이하에서는 하나의 커버관부(110)가 2개의 분할관(110a,110b)으로 분할된 것으로 예로써 설명한다.

그리고, 상기 커버관부(110)는 분할된 각각(110a,110b)의 원주방향 일단부에 원주방향 일측으로 돌출된 스텝돌출부(115a)가 형성되고, 원주방향 타단부에 상기 스텝돌출부(115a)에 대응되는 단면적으로 원주방향 일측을 향해 함몰된 스텝홈부(115b)가 형성됨이 바람직하다.

즉, 상기 스텝돌출부(115a)는 각 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면으로부터 원주방향 일측으로 돌출되어 형성되고, 각 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면의 전체 길이에 대응되되 전체 단면적보다 좁은 단면적을 갖는 장방형으로 돌출되어 상기 원주방향 일단면에 단차를 형성한다. 여기서, 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면은 스텝돌출부(115a)가 형성되지 않은 상태를 의미한다.

이때, 상기 스텝돌출부(115a)는 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면 내경에 대응되는 내경을 갖되 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면의 외경 미만의 외경을 갖도록 돌설될 수 있다.

물론, 상기 스텝돌출부(115a)는 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면 내경을 초과하는 내경을 갖되, 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면의 외경에 대응되는 외경을 갖도록 돌설되는 것도 가능하며, 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면 내경을 초과하는 내경을 갖되, 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면의 외경 미만의 외경을 갖도록 돌설되는 것도 가능하고, 반경방향으로 다단 구비되는 것도 가능하다.

그리고, 상기 스텝홈부(115b)는 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 타단면으로부터 원주방향 일측으로 함몰되어 형성되되, 상기 스텝돌출부(115a)의 단면적과 동일한 단면적을 갖도록 형성된다. 여기서, 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 타단면은 상기 스텝홈부(115b)가 미형성된 상태를 의미힌다.

이때, 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 일단면으로부터 상기 스텝돌출부(115a)가 돌출된 길이는 상기 분할관(110a,110b)의 원주방향 타단면으로부터 상기 스텝홈부(115b)가 함몰된 깊이와 동일하게 구비됨이 바람직하다.

여기서, 원주방향으로 다단 배열된 분할관(110a,110b) 중 연속 배치된 한쌍은 원주방향으로 상호 대향되는 대향단부측 스텝홈부에 다른 하나의 스텝돌출부가 끼워져 결합될 수 있다.

이에 따라, 분할관(110a,110b)의 연결시 상호 간의 접촉면적이 증가되어 안정적인 결합이 가능하되, 분할관(110a,110b)의 연결부분이 단차를 형성하므로 반경방향으로의 공기유동으로 인한 열전달이 최소화되어 단열 효과가 개선될 수 있다.

이때, 상기 복수의 커버관부(110)가 상기 파이프(90)의 외주를 감싸도록 결합됨에 따라 상기 파이프(90)가 1차 단열될 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 4를 참고하면, 상기 보온부(120)는 길이방향으로 다단 배열된 상기 커버관부 중 기설정된 경계위치(C)에 배치된 둘 사이의 신축유격공간(150)에 삽입된다.

상세히, 상기 커버관부(110)가 길이방향으로 밀착 배열되는 경우에는, 각각의 길이방향 신축량이 합산되어, 상호 간의 밀착된 단부가 신축시 압력에 의해 비틀림되거나 벌어져 파손될 우려가 있다.

이때, 상기 경계위치(C)는 길이방향으로 배열된 복수의 커버관부 중 길이방향 신축량의 합산시 파손이 발생 가능한 부분으로 통계적으로 설정될 수 있으며, 직관 기준으로 6m마다 설정되는 것이 일반적이며, 엘보 부분이나 플랜지 부분 등에도 설정될 수 있다.

예를 들어, 1m의 커버관부(110)가 다단 배치된 경우에, 상기 경계위치(C)는 6번째 커버관부 및 7번째 커버관부 사이를 의미하며, 6번째 커버관부 및 7번째 커버관부 사이에 상기 신축유격공간(150)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 신축유격공간(150)을 통해 다단 배열된 커버관부(110)의 수축 및 팽창이 유연하게 수용될 수 있다.

그리고, 상기 보온부(120)는 글라스 울(glass wool)과 같은 단열섬유로 구비되어 상기 신축유격공간(150)에 충진된다. 이에 따라, 연속 배열된 커버관부(110) 사이에 각 부재의 신축을 수용하기 위한 신축유격공간(150)이 형성된 상태에서도 저온의 파이프(90) 및 외기 간의 접촉이 최소화되며 파이프(90)에 대한 단열 성능이 안정적으로 유지될 수 있다.

이때, 상기 신축유격공간(150)은 상기 단차홈부(112)의 내주측 제1유격공간(151)과, 상기 단차돌출부(111c)의 외주측 제2유격공간(152)을 포함함이 바람직하다.

즉, 상기 제1유격공간(151)은 길이방향으로 연속 배열된 한쌍의 커버관부(110,110c) 중 길이방향 일측에 배치된 하나(110)의 단차홈부(112)와, 길이방향 타측에 배치된 다른 하나(110c)의 단차돌출부(111c) 사이 공간을 의미한다.

그리고, 상기 제2유격공간(152)는 길이방향으로 연속 배열된 한쌍의 커버관부(110,110c) 중 길이방향 일측에 배치된 하나(110)의 타단면(114)과, 길이방향 타측에 배치된 다른 하나(110c)의 일단면(113c) 사이 공간을 의미한다.

그리고, 상기 제1유격공간(151)의 길이는 상기 단차홈부(112)의 깊이 미만으로 구비되며, 상기 제2유격공간(152)의 길이는 상기 단차돌출부(111c)의 길이 미만으로 구비됨이 바람직하다.

이에 따라, 길이방향으로 연속 배열된 커버관부(110,110c) 사이가 완전하게 이격되지 않고, 단차홈부(112) 및 단차돌출부(111c)의 맞물림 상태가 유지될 수 있다.

즉, 상기 제1유격공간(151)측 파이프(90)의 외주면이 보온부(120)에 의해 1차 커버되고, 제1유격공간(151)이 단차홈부(112) 및 단차돌출부(111c) 간 맞물림에 의해 외부로부터 구획되며, 상기 단차홈부(112) 및 단차돌출부(111c) 간의 맞물림 영역은 제2유역공간(152)에 충진된 보온부(120)에 의해 2차 커버된다.

이에 따라, 연속 배열된 커버관부(110) 사이에 각 부재의 신축을 수용하기 위한 신축유격공간(150)이 형성된 상태에서도 파이프(90) 및 외기 사이의 열 유동이 최소화될 수 있으며 제품의 단열 성능이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 상기 보강관부(130)는 상기 커버관부(110)의 외경을 초과하는 내경을 갖는 커버케이스(132)와, 상기 커버케이스(132)의 길이방향 양단부로부터 반경방향 내측으로 협소화되도록 구비되어 상기 커버관부(110)의 외경에 대응되는 내경을 갖는 결합링부(131)를 포함한다.

이때, 상기 보강관부(130)는 섬유강화플라스틱(FRP) 등의 고강도 소재로 구비되며, 상기 경계위치(C)를 감싸도록 배치되어 상기 신축유격공간(150) 및 상기 보온부(120)를 보호할 수 있다.

여기서, 상기 보강관부(130)는 상기 커버관부(110)의 외주에 반경방향으로 결합될 수 있도록 소정의 각도로 분할되어 구비될 수 있다.

물론, 상기 커버관부(110)의 외경이 파이프(90)의 플랜지부 외경보다 큰 경우에, 상기 보강관부(130)는 일체화된 원통형으로 구비되어 플랜지부를 거쳐 파이프(90) 및 커버관부(110)의 외주에 슬라이드 결합될 수 있다.

이때, 상기 결합링부(131)는 상기 커버관부(110)의 외주에 밀착된 상태에서, 커버관부(110)의 신축 변형을 수용하도록 슬라이드 가능하게 결합되며, 상기 커버케이스(132)는 상기 경계위치(C)의 신축유격공간(150)을 감싸도록 배치된다.

여기서, 상기 커버케이스(132)가 상기 커버관부(110)의 외경을 초과하는 내경을 갖도록 구비되므로 상기 커버케이스(132)의 내주 및 상기 보온부(120) 외주 사이에 여유단열공간(133)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 연속 배열된 커버관부(110) 사이에 신축 변형을 수용하기 위한 신축유격공간(150)이 형성된 상태에서, 신축유격공간(150)이 보온부(120)에 의해 2차 커버되고, 상기 보온부(120)가 여유단열공간(133)의 공기층에 의해 3차 단열되므로 제품의 단열 성능이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 상기 보온부(120)는 실리카, 알루미늄, 크로뮴, 주석, 탄소를 포함하는 군 중 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 형성된 에어로젤 소재의 함침을 통해 형성된 단열섬유가 상기 제1유격공간(151) 및 상기 제2유격공간(152)에 각각 링 형상으로 충진되어 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 에어로젤(aerogel) 소재는 나노 크기의 오픈 포어(open pore)를 갖는 다공성 소재를 의미하며, 상기 단열섬유는 액상의 에어로젤 소재가 폴리에스터, 카본, 또는 세라믹 섬유에 함침되어 경화됨에 따라 형성될 수 있다.

이때, 상기 단열섬유는 길이방향으로 배열된 커버관부(110) 중 길이방향 타측에 위치된 하나(110c)의 단차돌출부(111c)의 전단을 따라 비직조된 솜 형태로 배열되며, 솜 형태로 배열된 단열섬유 및 단차돌출부(111c)가 길이방향 일측에 위치된 다른 하나(110)의 단차홈부(112)에 삽입됨에 따라 제1유격공간(151)에 보온부(120)가 형성될 수 있다.

그리고, 길이방향 일측 커버관부(110)의 타단면과 길이방향 타측 커버관부(110c)의 일단면 사이에 대응되는 단차돌출부(111c) 외주를 따라 단열섬유가 솜 형태로 배열되어 제2유격공간(152)에 보온부(120)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 보온부(120)는 커버관부(110)의 신축으로 인한 신축유격공간(150) 길이 변화를 유연하게 수용하면서도, 신축유격공간(150)을 통한 열 유동을 최소화시킬 수 있다.

또한, 상기 커버관부(110)의 외주에는 상기 제2유격공간(152)을 감싸도록 니트릴 고무재질의 탄성밀폐관부(140)가 밀착 결합됨이 바람직하다.

여기서, 니트릴 고무(아크릴로니트릴-부타디엔 고무,NBR)는 부타디엔과 아크릴로니트릴을 공중합 시킨 고분자 소재로, 상기 탄성밀폐관부(140)는 저온 유연성이 유지되도록 아크릴로니트릴(ACN) 함량이 낮은 저니트릴 계열의 니트릴 고무로 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 탄성밀폐관부(140)는 상기 제2유격공간(152)을 감싸되, 상기 제2유격공간(152)의 길이방향 양측 테두리가 밀폐되도록 제2유격공간(152)에 인접한 두 커버관부(110)의 외주에 접착 결합됨이 바람직하다.

여기서, 상기 탄성밀폐관부(140)는 커버관부(110)의 신축으로 인한 신축유격공간(150)의 길이 변화를 유연하게 수용하며, 제2유격공간(152)의 밀폐 상태를 유지할 수 있다.

즉, 커버관부(110)의 신축으로 인한 신축유격공간(150)의 확대나 축소시 탄성밀폐관부(140)가 길이방향으로 탄성 변형되며, 커버관부(110)의 테두리에 대한 밀착 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있으며, 상기 제2유격공간(152)과 외기 사이의 공기 유동으로 인한 열 전달이 안정적으로 차단될 수 있다.

이에 따라, 연속 배열된 커버관부(110) 사이에 각 부재의 신축을 수용하기 위한 신축유격공간(150)이 형성된 상태에서도 저온의 파이프(90) 및 외기 간의 열 유동이 최소화되고 제품의 단열 성능이 개선될 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 단열재를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 단열재를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서는 커버관부(210)의 내주에 형성된 단열홈부(216)를 제외한 기본적인 구성이 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 5 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 커버관부(210)의 내주에는 기설정된 면적으로 반경방향 외측을 향해 라운드지게 함몰된 단열홈부(216)가 형성되되, 상기 단열홈부(216)는 상기 커버관부(210)의 내주에 길이방향 및 원주방향을 따라 복수 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 각 단열홈부(216)는 상기 커버관부(210)의 강도 저하가 최소화되도록 반구형 또는 벌집형으로 구비됨이 바람직하며, 단차돌출부 또는 단차홈부로 인해 반경방향 두께가 감소된 커버관부(210)의 일단부 및 타단부를 제외한 중앙부를 따라 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 단열홈부(216)는 상기 커버관부(210) 및 상기 파이프 사이에 복수의 캡슐단열공간(217)을 형성한다.

이에 따라, 상기 각 캡슐단열공간(217)의 공기층이 파이프 및 커버관부(210) 사이의 열유동을 더욱 저감시킬 수 있으며, 제품의 단열성능이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 모듈형 단열재를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서는 걸림돌기부(318) 및 슬라이드홈부(319)를 제외한 기본적인 구성이 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 7에서 보는 바와 같이, 상기 단차돌출부(311c) 및 상기 단차홈부(312) 간 접촉단부에는 반경방향 외측 및 내측으로 돌출되어 상호 걸림되는 걸림돌기부(318,318c)가 형성되되, 상기 걸림돌기부(318,318c)와 대향되는 부분을 따라 상기 걸림돌기부(318,318c)가 삽입되어 슬라이드되는 슬라이드홈부(319,319c)가 형성됨이 바람직하다.

즉, 상기 단차돌출부(311c) 및 상기 단차홈부(312) 간 접촉단부에는 반경방향 외측 및 내측 중 하나의 방향으로 걸림돌기부(318,318c)가 돌출 형성되고, 상기 걸림돌기부(318,318c)가 돌출된 반대방향으로 슬라이드홈부(319,319c)가 형성된다.

이때, 상기 슬라이드홈부(319,319c)는 상기 걸림돌기부(318,318c)가 돌출된 높이에 대응되도록 깊이로 함몰 형성되며, 상기 걸림돌기부(318,318c)의 길이방향 폭을 초과하는 폭으로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 단차돌출부(311c) 및 상기 단차홈부(312) 중 하나의 걸림돌기부(318,318c)가 다른 하나의 슬라이드홈부(319,319c)에 삽입되도록 상기 단차돌출부(311c) 및 상기 단차홈부(312)가 맞물림 결합된다.

여기서, 상기 접촉단부라는 말은 상기 단차돌출부(311c) 및 단차홈부(312)의 맞물림시 슬라이드되는 면을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다. 즉, 상기 커버관부(310,310c)의 내주 테두리를 따라 단차돌출부가 형성된 경우에, 상기 접촉단부는 상기 단차돌출부(311c)의 외주면과 상기 단차홈부(312)의 내주면을 의미한다.

이때, 상기 단차홈부(312)측 걸림돌기부(318)는 상기 단차홈부(312)의 길이방향 타단부측 내주면에 반경방향 내측으로 돌출 형성되며, 상기 단차돌출부(311c)측 걸림돌기부(318c)는 상기 단차돌출부(311c)의 길이방향 일단부측 외주면에 반경방향 외측으로 돌출 형성된다.

그리고, 상기 접촉단부에는 상기 걸림돌기부(318,318c)로부터 상기 커버관부(110,110c)의 본체를 향해 슬라이드홈부(319,319c)가 형성된다.

즉, 상기 단차돌출부(311c)측 슬라이드홈부(319c)는 단차돌출부(311c)의 길이방향 일단부측 걸림돌기부(318c)의 타단부측 테두리로부터 길이방향 타단부측을 향해 반경방향 내측으로 함몰되어 형성된다.

그리고, 상기 단차홈부(312)측 슬라이드홈부(319)는 상기 단차홈부(312)의 길이방향 타단부측 걸림돌기부(318)의 일단부측 테두리로부터 길이방향 일단부측을 향해 반경방향 외측으로 함몰되어 형성된다.

이때, 상기 각 슬라이드홈부(319,319c)는 상기 걸림돌기부(318,318c)의 반경방향 높이에 대응되는 깊이로 함몰 형성되며, 상기 걸림돌기부(318,318c)의 길이방향 폭 이상의 길이방향 폭을 갖도록 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 단차홈부(312)측 걸림돌기부(318)는 상기 단차돌출부(311c)측 슬라이드홈부(319c)에 삽입되되, 걸림돌기부(318)의 반경방향 내측단이 슬라이드홈부(319c)의 반경방향 외측단에 밀착된 상태에서 길이방향으로 슬라이드 이동될 수 있으며, 상기 단차돌출부(311c)측 걸림돌기부(318c)의 길이방향 단부에 걸림되며 슬라이드 이동이 제한된다.

그리고, 상기 단차돌출부(311c)측 걸림돌기부(318c)는 상기 단차홈부(312)측 슬라이드홈부(319)에 삽입되되, 걸림돌기부(318c)의 반경방향 외측단이 슬라이드홈부(319)의 반경방향 외측단에 밀착된 상태에서 길이방향으로 슬라이드 이동될 수 있으며, 상기 단차홈부(312)측 걸림돌기(318)의 길이방향 단부에 걸림되며 슬라이드 이동이 제한된다.

이처럼, 상기 단차돌출부(311c) 및 상기 단차홈부(312)가 상호 맞물림된 상태에서 걸림돌기부(318,318c)가 슬라이드홈부(319,319c)에 삽입되어 슬라이드 이동됨에 따라 커버관부(310,310c)의 신축 변형이 수용될 수 있으면서도, 걸림돌기부(318,318c)의 상호 간 구속에 따라 단차돌출부(311c) 및 단차홈부(312) 간의 완전한 이탈이 방지될 수 있다.

이에 따라, 상기 커버관부(310,310c) 간 결합 안정성이 더욱 개선될 수 있으며, 단차돌출부(311c) 및 단차홈부(312) 간 접촉단차, 걸림돌기부(318,318c) 및 슬라이드홈부(319,319c) 간 접촉단차를 통해 반경방향으로의 열 유동량이 더욱 저감될 수 있다.

이때, 경계위치를 제외한 커버관부 사이에는 상기 단차돌출부 및 상기 단차홈부 간의 맞물림 결합간격에 따라 상기 걸림돌기부 사이에 소정의 공간부가 형성될 수 있으며, 상기 공간부에 에어로젤 소재가 함침된 단열섬유가 충진되어 보온부(320c)가 추가 형성되는 것도 가능하다.

이에 따라, 상기 경계위치뿐만 아니라, 모든 단차돌출부 및 단차홈부 간 결합부분에서 반경방향으로의 열 유동량이 현저히 저감될 수 있어 제품의 단열성능이 개선될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

100,200,300: 모듈형 단열재 110,210,310: 커버관부
120,220,320: 보온부 130,230,330: 보강관부
140,240,340: 탄성밀폐관부

Claims (5)

1. 길이방향 일단부에 길이방향 일측으로 단차지게 돌출된 링형 단차돌출부가 형성되고 길이방향 타단부에 상기 단차돌출부에 대응되는 단면적으로 길이방향 일측을 향해 함몰된 링형 단차홈부가 형성되되, 저온 유체가 수송되는 파이프의 외주를 감싸도록 길이방향으로 복수 배열되어 연속 배치된 쌍의 대향단부측 단차홈부 및 단차돌출부가 상호 맞물림 결합되는 단열소재의 커버관부;
   길이방향으로 다단 배열된 상기 커버관부 중 기설정된 경계위치에 배치된 둘 사이의 신축유격공간에 삽입되는 보온부; 및
   상기 경계위치의 외곽을 따라 여유단열공간이 형성되도록 상기 커버관부의 외경을 초과하는 내경을 갖는 커버케이스와, 상기 커버케이스의 길이방향 양단부로부터 반경방향 내측으로 협소화되도록 구비되어 상기 커버관부의 외주에 밀착되는 결합링부를 포함하는 보강관부를 포함하는 모듈형 단열재.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 신축유격공간은 상기 단차홈부의 내주측 제1유격공간과, 상기 단차돌출부의 외주측 제2유격공간을 포함하고,
   상기 보온부는 실리카, 알루미늄, 크로뮴, 주석, 탄소를 포함하는 군 중 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 형성된 에어로젤 소재가 함침된 단열섬유가 상기 제1유격공간 및 상기 제2유격공간에 각각 링 형상으로 충진되어 구비되되,
   상기 커버관부의 외주에는 상기 제2유격공간을 감싸도록 밀착 결합되는 니트릴 고무재질의 탄성밀폐관부가 구비됨을 특징으로 하는 모듈형 단열재.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 커버관부는 상기 파이프의 둘레를 기설정된 각도로 감싸는 원호형으로 분할 구비되되,
   분할된 각각의 원주방향 일단부에 원주방향 일측으로 돌출된 스텝돌출부가 형성되고 원주방향 타단부에 상기 스텝돌출부에 대응되는 단면적으로 원주방향 일측을 향해 함몰된 스텝홈부가 형성됨을 특징으로 하는 모듈형 단열재.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 단차돌출부 및 상기 단차홈부 간 접촉단부에는 반경방향 외측 및 내측으로 돌출되어 상호 걸림되는 걸림돌기부가 형성되되, 상기 걸림돌기부와 대향되는 부분을 따라 상기 걸림돌기부가 삽입되어 슬라이드되는 슬라이드홈부가 형성됨을 특징으로 하는 모듈형 단열재.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 커버관부의 내주에는 상기 파이프의 외주에 캡슐단열공간이 형성되도록 반경방향 외측으로 라운드지게 함몰 형성된 단열홈부가 길이방향 및 원주방향을 따라 복수 배열됨을 특징으로 하는 모듈형 단열재.

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