KR102488376B1

KR102488376B1 - 단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체

Info

Publication number: KR102488376B1
Application number: KR1020220112136A
Authority: KR
Inventors: 김신원
Original assignee: 주식회사 도원엔지니어링; 김신원
Priority date: 2022-09-05
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2023-01-13
Anticipated expiration: 2042-09-05

Abstract

외부의 온도변화에 관계없이 이송되는 대상물의 온도를 항시 일정하게 유지할 수 있는 단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체를 개시한다.
단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체는 내부에 미리 설정된 대상물이 일방향으로 흐르는 주배관, 주배관의 외면을 감싸는 단열재 및 단열재의 외면을 감싸는 단열관을 포함하고, 단열관의 외면에는 단열도료가 도포되어 단열 코팅층이 형성된다.

Description

단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체{Plant piping structure with improved insulation properties}

본 발명은 단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 플랜트 산업은 전력, 가스 석유, 담수 등 제품을 생산할 수 있는 기계장치를 공급하거나 공장을 짓는 산업으로, 제품을 제조하기 위한 기계, 장비 등의 하드웨어 설치 및 엔지니어링, 소프트웨어, 시공, 유지보수 등이 모두 포함된 종합 산업이라 할 수 있다.

이와 같은, 플랜트 산업은 원료나 에너지를 공급하고, 공급된 원료나 에너지를 이용하여 다양한 생산 활동을 수행하기 위한 플랜트 설비가 필수적이며, 이러한 플랜트 설비에는 원료, 물, 연료, 증기 및 하수 등과 같은 특정 대상물을 이송할 수 있는 플랜트용 배관들이 마련된다.

그러나, 종래의 플랜트 배관들은 단순히 대상물을 이송시키는 용도로 설계됨에 따라, 내부로 이송되는 대상물의 온도를 일정하게 유지할 수 없고, 이에 급격이 기온이 상승하는 여름철 또는 급격히 기온이 낮아지는 겨울철에 대상물이 외부의 온도에 의해 변형되는 문제점이 있었다.

따라서, 외부의 온도변화에 관계없이 이송되는 대상물의 온도를 항시 일정하게 유지할 수 있는 새로운 형태의 플랜트 배관에 대한 필요성이 대두되고 있다.

등록특허공보 제10-2386500호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부의 온도변화에 관계없이 이송되는 대상물의 온도를 항시 일정하게 유지할 수 있는 단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체는 내부에 미리 설정된 대상물이 일 방향으로 흐르는 주배관; 상기 주배관의 외면을 감싸는 단열재; 및 상기 단열재의 외면을 감싸는 단열관;을 포함하고, 상기 단열관의 외면에는 단열도료가 도포되어 단열 코팅층이 형성된다.

상기 주배관과 상기 단열재 사이에 배치되고, 내부에 미리 설정된 온도를 가지는 작동유체가 흐르며, 축방향을 따라 복수로 배치되는 단열부들;을 더 포함하고, 상기 단열부는, 상기 주배관의 외주면을 따라 복수로 배치되어 상호 탈착 가능하게 결합되고, 내부에 상기 작동유체가 흐르는 챔버가 형성되는 단열모듈들;을 포함하며, 상기 단열모듈은, 일부분은 상기 주배관에 접하고, 다른 일부분은 상기 단열재에 접하며, 내부에 상기 챔버가 형성되는 관형의 모듈본체; 상기 원주방향을 따라 상기 모듈본체의 양 단부에 배치되고, 다른 단열모듈에 탈착 가능하게 결합되는 제1 연결 플랜지; 상기 제1 연결 플랜지의 내부에 수용되고, 상기 다른 단열모듈에 자기력을 통해 탈착 가능하게 결합되는 고정자석; 상기 주배관의 외주면에 접하는 상기 모듈본체의 내주면에 돌출 형성되고, 상기 주배관의 외주면에 형성된 웨지형상의 정렬홈들에 맞물려 결합되면서 상기 모듈본체의 중심을 상기 주배관의 중심에 정렬시키는 웨지형상의 정렬돌기들; 상기 모듈본체의 내주면에 결합되어 상기 정렬돌기들과 상기 정렬홈들 사이에 압입되고, 상기 모듈본체와 상기 주배관 사이에서 열을 전도하도록 구성되는 전도판; 상기 모듈본체의 축방향을 따라 상기 모듈본체의 양 단부에 배치되고, 다른 단열부에 탈착 가능하게 결합되는 제2 연결 플랜지; 및 상기 제2 연결 플랜지의 내부에 수용되고, 상기 다른 단열부에 가압되어 압축되면서 상기 다른 단열부와 상기 제2 연결 플랜지 사이를 기밀하는 탄성체 재질의 기밀링;을 포함할 수 있다.

상기 단열부들 중 적어도 어느 하나에 결합되어 상기 작동유체를 미리 설정된 온도로 냉각시키도록 구성되는 냉각부;를 더 포함하고, 상기 냉각부는, 상기 단열모듈들의 외주면을 따라 복수로 배치되어 상호 탈착 가능하게 결합되고, 상기 단열모듈들과 각각 연통되어 상기 단열모듈들에 흐르는 상기 작동유체를 개별적으로 냉각시키는 냉각자켓들;을 포함하며, 상기 냉각자켓은, 상기 모듈본체의 외면에 지지되고, 축방향을 따라 상기 단열관에 탈착 가능하게 결합되는 원호형상의 제1 탈착커버; 및 상기 제1 탈착커버의 내부에 수용되어 상기 모듈본체와 연통되고, 상기 모듈본체의 내부에 흐르는 상기 작동유체와 열교환하여 상기 작동유체를 냉각시키도록 구성되는 열교환부;를 포함하고, 상기 제1 탈착커버는, 상기 원주방향을 따라 상기 제1 탈착커버의 양 단부에 배치되고, 다른 냉각자켓에 탈착 가능하게 결합되는 제1 보조 플랜지; 상기 제1 탈착커버의 일부분을 개폐하도록 구성되는 제1 개폐도어; 상기 제1 보조 플랜지로부터 연장되고, 상기 제1 연결 플랜지에 지지되어 상기 제1 탈착커버의 내부에 상기 열교환부가 수용되는 공간을 형성하는 제1 지지 브라켓; 및 상기 냉각자켓의 축방향을 따라 상기 제1 탈착커버의 양 단부에 배치되고, 상기 단열관에 탈착 가능하게 결합되는 제2 보조 플랜지;를 포함하며, 상기 제1 지지 브라켓은, 상기 제1 연결 플랜지의 단부에 형성된 걸림턱에 결합되어 상기 원주방향으로 상기 제1 탈착커버의 유동을 제한하는 걸림편;을 포함하고, 상기 열교환부는, 상기 모듈본체에 결합되어 어느 하나는 상기 챔버에 흐르는 상기 작동유체를 내부로 유입시키고, 다른 하나는 열교환된 상기 작동유체를 상기 챔버로 배출하도록 구성되는 노즐들; 상기 노즐들과 연통되고, 상기 노즐들 중 어느 하나를 통해 내부로 유입된 상기 작동유체를 복수로 분기시켜 일방향으로 이동시킨 후, 상기 노즐들 중 다른 하나로 유입시키는 제1 열교환 튜브; 상기 노즐들과 상기 제1 열교환 튜브를 연결하도록 구성되는 커플러들; 및 상기 제1 탈착커버에 결합되어 상기 제1 열교환 튜브의 둘레를 감싸고, 내부에 흐르는 냉매를 통해 상기 제1 열교환 튜브에 흐르는 상기 작동유체와 열교환하여 상기 작동유체를 냉각시키는 제2 열교환 튜브;를 포함할 수 있다.

상기 커플러는, 상기 제1 탈착커버의 내부에 배치되어 일부분은 상기 노즐에 체결되고, 다른 일부분은 상기 제1 열교환 튜브의 단부가 삽입되는 관형의 몸체; 상기 제1 열교환 튜브와 상기 몸체 사이에 압입되어 상기 제1 열교환 튜브와 상기 몸체 사이를 기밀하는 패킹튜브; 및 상기 몸체의 외면에 체결되면서 상기 패킹튜브를 상기 제1 열교환 튜브의 외면에 밀착시키는 조임너트;를 포함할 수 있다.

상기 단열부들 중 적어도 어느 하나에 결합되어 상기 작동유체를 미리 설정된 온도로 가열하도록 구성되는 가열부;를 더 포함하고, 상기 가열부는, 상기 단열모듈들의 외주면을 따라 복수로 배치되어 상호 탈착 가능하게 결합되고, 상기 단열모듈들에 각각 열을 전달하여 상기 작동유체를 개별적으로 가열하는 가열자켓들;을 포함하며, 상기 가열자켓은, 상기 모듈본체의 외면에 지지되고, 축방향을 따라 상기 단열관에 탈착 가능하게 결합되는 원호형상의 제2 탈착커버; 상기 제2 탈착커버의 내부에 수용되고, 상기 모듈본체의 외면에 접하여 상기 모듈본체에 열을 전도하는 열전도 블록; 상기 열전도 블록에 탈착 가능하게 결합되고, 전원이 공급되면 발열되면서 상기 열전도 블록에 열을 전달하도록 구성되는 메탈히터; 및 상기 제2 탈착커버에 결합되고, 상기 열전도 블록을 가압하여 상기 열전도 블록을 상기 모듈본체의 외면에 밀착시키도록 구성되는 블록 가압 브라켓;을 포함하고, 상기 제2 탈착커버는, 상기 원주방향을 따라 상기 제2 탈착커버의 양 단부에 배치되고, 다른 가열자켓에 탈착 가능하게 결합되는 제3 보조 플랜지; 상기 제2 탈착커버의 일부분을 개폐하도록 구성되는 제2 개폐도어; 상기 제3 보조 플랜지로부터 연장되고, 상기 제1 연결 플랜지에 지지되어 상기 제2 탈착커버의 내부에 상기 열전도 블록 및 상기 메탈히터가 수용되는 공간을 형성하는 제2 지지 브라켓; 및 상기 가열자켓의 축방향을 따라 상기 제2 탈착커버의 양 단부에 배치되고, 상기 단열관에 탈착 가능하게 결합되는 제4 보조 플랜지;를 포함할 수 있다.

상기 블록 가압 브라켓은, 일부분은 상기 제2 탈착커버에 결합되고, 다른 일부분은 상기 열전도 블록의 외면을 지지하는 브라켓 본체; 상기 브라켓 본체의 내면에 배치되고, 상기 열전도 블록이 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 가이드 슬롯; 및 상기 가이드 슬롯의 내부에 배치되고, 상기 열전도 블록을 상기 모듈본체를 향하여 탄성적으로 가압하도록 구성되는 탄성부재;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 대상물의 이송되는 주배관의 둘레에 단열재와, 외주면에 단열 코팅층이 형성된 단열관이 설치되므로, 외부의 온도변화에 관계없이 이송되는 대상물의 온도가 항시 일정하게 유지될 수 있고, 이를 통해 대상물의 변형을 방지할 수 있다.

또한, 주배관의 둘레에 설정온도를 가지는 작동유체가 흐르는 단열부를 배치하고, 단열부의 둘레에 작동유체의 온도를 제어하는 냉각부 및 가열부를 배치하므로, 배관의 단열성을 극대화할 수 있다.

또한, 단열부, 냉각부 및 가열부를 각각 개별적으로 제어 가능한 모듈형태로 형성하므로, 외부의 온도 또는 대상물에 따라 선택적으로 단열효율을 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜트 배관 구조체를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플랜트 배관 구조체를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열부가 주배관에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열부들이 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부가 단열부에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각자켓을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부가 단열관에 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플러를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열부가 단열부에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열자켓을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열부가 단열관에 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록 가압 브라켓을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜트 배관 구조체를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체(1000)(이하 '플랜트 배관 구조체(1000)'라 함)는 내부에 미리 설정된 대상물이 일방향으로 흐르는 주배관(1)과, 주배관(1)의 외면을 감싸는 단열재(2)를 포함한다,

예를 들어, 단열재(2)는 소정의 두께를 가지는 글라스울 재질로 형성될 수 있다. 이에, 보온성 및 보냉성이 우수하고, 시공성이 용이할 수 있다. 아울러, 대상물의 이송 시 발생되는 소음을 최소화할 수 있다. 이때, 단열재(2)의 최상단층과 최하단층은 습기를 차단할 수 있는 특수 방습재질로 형성될 수 있다.

또한, 본 플랜트 배관 구조체(1000)는 단열관(3)을 포함한다.

단열관(3)은 단열재(2)의 외면을 감싸 외부로부터 단열재(2)를 보호함과 동시에, 단열재(2)의 둘레에 소정의 단열공간을 형성한다. 그리고, 단열관(3)은 주배관(1)의 축방향을 따라 복수로 배치되어 상호 연결되고, 각각의 단열관(3)은 금속재질로 형성될 수 있다.

예를 들어, 각 단열관(3)은 단열재(2)의 외면을 감싸는 관부와, 관부의 내주면에 배치되어 주배관(1)의 외면을 지지하는 림부, 그리고 관부의 축방향을 따라 관부의 양 단부에 배치되어 다른 단열관(3)에 탈착 가능하게 결합되는 플랜지부를 포함할 수 있다.

또한, 단열관(3)의 외면에는 단열도료가 도포되어 단열 코팅층(31)이 형성된다.

이에, 본 플랜트 배관 구조체(1000)는 주배관(1)의 외면을 감싸는 단열재(2), 단열재(2)의 둘레를 감싸고 단열공간을 형성하는 단열관(3) 및 단열관(3)의 외면에 형성된 단열 코팅층(31)을 통하여 단열성능을 극대화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플랜트 배관 구조체를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 플랜트 배관 구조체(1000)는 단열부들(4)을 더 포함할 수 있다.

단열부들(4)은 주배관(1)과 단열재(2) 사이에 배치되고, 축방향을 따라 복수로 배치될 수 있다. 그리고, 단열부들(4)은 관형태로 형성되어 그 내부에 미리 설정된 온도를 가지는 작동유체(4A)가 흐를 수 있다. 이에, 주배관(1)에 흐르는 대상물은 단열부들(4)에 흐르는 작동유체(4A)와 열교환을 수행하여 일정한 온도를 유지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열부가 주배관에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 단열부(4)는 단열모듈들(41)을 포함할 수 있다.

단열모듈들(41)은 주배관(1)의 외주면을 따라 복수로 배치되어 상호 탈착 가능하게 결합되고, 내부에 작동유체(4A)가 흐르는 챔버(41A)가 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열모듈을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열부들이 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 각 단열모듈(41)은 일부분은 주배관(1)에 접하고, 다른 일부분은 단열재(2)에 접하며, 내부에 챔버(41A)가 형성되는 관형의 모듈본체(411)와, 원주방향을 따라 모듈본체(411)의 양 단부에 배치되고, 다른 단열모듈(41)에 탈착 가능하게 결합되는 제1 연결 플랜지(412)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 연결 플랜지(412)는 볼트와 너트로 이루어진 체결수단을 통해 다른 단열모듈(41)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 각 단열모듈(41)은 제1 연결 플랜지(412)의 내부에 수용되고, 다른 단열모듈(41)에 자기력을 통해 탈착 가능하게 결합되는 고정자석(413)과, 주배관(1)의 외주면에 접하는 모듈본체(411)의 내주면에 돌출 형성되고, 주배관(1)의 외주면에 형성된 웨지형상의 정렬홈들(11)에 맞물려 결합되면서 모듈본체(411)의 중심을 주배관(1)의 중심에 정렬시키는 웨지형상의 정렬돌기들(414)과, 모듈본체(411)의 내주면에 결합되어 정렬돌기들(414)과 정렬홈들(11) 사이에 압입되고, 모듈본체(411)와 주배관(1) 사이에서 열을 전도하도록 구성되는 전도판(415)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전도판(415)은 열전도가 용이한 금속성 재질로 형성되고, 모듈본체(411)의 내주면에 용접을 통하여 일체로 결합될 수 있다.

또한, 각 단열모듈(41)은 모듈본체(411)의 축방향을 따라 모듈본체(411)의 양 단부에 배치되고, 다른 단열부(4)에 탈착 가능하게 결합되는 제2 연결 플랜지(416)와, 제2 연결 플랜지(416)의 내부에 수용되고, 다른 단열부(4)에 가압되어 압축되면서 다른 단열부(4)와 제2 연결 플랜지(416) 사이를 기밀하는 탄성체 재질의 기밀링(417)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 연결 플랜지(416)는 볼트와 너트로 이루어진 체결수단을 통해 다른 단열부(4)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 플랜트 배관 구조체(1000)는 냉각부(5)를 더 포함할 수 있다.

냉각부(5)는 단열부들(4) 중 적어도 어느 하나에 결합되어 작동유체(4A)를 미리 설정된 온도로 냉각시키도록 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부가 단열부에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 냉각부(5)는 단열모듈들(41)의 외주면을 따라 복수로 배치되어 상호 탈착 가능하게 결합되고, 단열모듈들(41)과 각각 연통되어 단열모듈들(41)에 흐르는 작동유체(4A)를 개별적으로 냉각시키는 냉각자켓들(51)을 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각자켓을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부가 단열관에 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 각각의 냉각자켓(51)은 제1 탈착커버(511) 및 열교환부(512)를 포함할 수 있다.

제1 탈착커버(511)는 원호형상으로 형성되어 모듈본체(411)의 외면에 지지되고, 축방향을 따라 단열관(3)에 탈착 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다.

제1 탈착커버(511)는 제1 보조 플랜지(511A), 제1 개폐도어(511B), 제1 지지 브라켓(511C) 및 제2 보조 플랜지(511D)를 포함할 수 있다.

제1 보조 플랜지(511A)는 원주방향을 따라 제1 탈착커버(511)의 양 단부에 배치되고, 다른 냉각자켓(51)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 플랜지(511A)는 볼트와 너트로 이루어진 체결수단을 통해 다른 냉각자켓(51)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

제1 개폐도어(511B)는 제1 탈착커버(511)의 일부분을 개폐하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 개폐도어(511B)는 경첩을 통해 회동 가능한 형태로 구현될 수 있다.

제1 지지 브라켓(511C)은 제1 보조 플랜지(511A)로부터 연장되고, 제1 연결 플랜지(412)에 지지되어 제1 탈착커버(511)의 내부에 열교환부(512)가 수용되는 공간을 형성할 수 있다.

제1 지지 브라켓(511C)은 걸림편(511C1)을 포함할 수 있다.

걸림편(511C1)은 제1 연결 플랜지(412)의 단부에 형성된 걸림턱(412A)에 결합되어 원주방향으로 제1 탈착커버(511)의 유동을 제한할 수 있다.

제2 보조 플랜지(511D)는 냉각자켓(51)의 축방향을 따라 제1 탈착커버(511)의 양 단부에 배치되고, 단열관(3)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 보조 플랜지(511D)는 볼트와 너트로 이루어진 체결수단을 통해 단열관(3)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

열교환부(512)는 제1 탈착커버(511)의 내부에 수용되어 모듈본체(411)와 연통되고, 모듈본체(411)의 내부에 흐르는 작동유체(4A)와 열교환하여 작동유체(4A)를 냉각시키도록 구성될 수 있다.

열교환부(512)는 노즐들(512A), 제1 열교환 튜브(512B), 커플러들(512C) 및 제2 열교환 튜브(512D)를 포함할 수 있다.

노즐들(512A)은 모듈본체(411)에 결합되어 어느 하나는 챔버(41A)에 흐르는 작동유체(4A)를 내부로 유입시키고, 다른 하나는 열교환된 작동유체(4A)를 챔버(41A)로 배출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 노즐들(512A)은 제1 열교환 튜브(512B)의 일단부에 연결되어 작동유체(4A)를 내부로 유입시키는 제1 노즐과, 제1 열교환 튜브(512B)의 타단부에 연결되어 열교환된 작동유체(4A)를 챔버(41A)로 배출시키는 제2 노즐을 포함할 수 있다. 이때, 제1 노즐의 내부에는 작동유체(4A)가 유입될 경우에만 유로를 개방하도록 구성되는 제1 체크밸브가 배치되고, 제2 노즐의 내부에는 작동유체(4A)가 배출될 경우에만 유로를 개방하도록 구성되는 제2 체크밸브가 배치될 수 있다. 이에, 작동유체(4A)가 역류되는 현상을 방지할 수 있다.

제1 열교환 튜브(512B)는 노즐들(512A)과 연통되고, 노즐들(512A) 중 어느 하나를 통해 내부로 유입된 작동유체(4A)를 복수로 분기시켜 일방향으로 이동시킨 후, 노즐들(512A) 중 다른 하나로 유입시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 열교환 튜브(512B)는 제1 노즐과 연통되는 제1 유체 유동튜브, 제2 노즐과 연통되는 제2 유체 유동튜브 및 제1 유체 유동튜브와 제2 유체 유동 튜브를 연결하는 분기튜브들을 포함할 수 있다.

커플러들(512C)은 노즐들(512A)과 제1 열교환 튜브(512B)를 연결하도록 구성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플러를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 커플러(512C)는 몸체(512C1), 패킹튜브(512C2) 및 조임너트(512C3)를 포함할 수 있다.

몸체(512C1)는 제1 탈착커버(511)의 내부에 배치되고, 관형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 몸체(512C1)의 일부분은 노즐(512A)에 체결되고, 몸체(512C1)의 다른 일부분에는 제1 열교환 튜브(512B)의 단부가 삽입될 수 있다. 예를 들어, 몸체(512C1)는 노즐(512A)에 나사결합되는 체결부, 모듈본체(411)의 외면에 걸려 지지되는 플랜지부 및 노즐(512A)과 연통되고, 내부에 제1 열교환 튜브(512B)의 단부가 삽입되며, 외면에 조임너트(512C3)가 체결되면 내측으로 조여지면서 내면에 배치된 패킹튜브(512C2)를 가압하는 조임관부를 포함할 수 있다.

패킹튜브(512C2)는 탄성체 재질로 형성되고, 제1 열교환 튜브(512B)와 몸체(512C1) 사이에 압입되어 제1 열교환 튜브(512B)와 몸체(512C1) 사이를 기밀할 수 있다.

조임너트(512C3)는 몸체(512C1)의 외면에 체결되면서 패킹튜브(512C2)를 제1 열교환 튜브(512B)의 외면에 밀착시킬 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 열교환 튜브(512D)는 제1 탈착커버(511)에 결합되어 제1 열교환 튜브(512B)의 둘레를 감싸고, 내부에 흐르는 냉매를 통해 제1 열교환 튜브(512B)에 흐르는 작동유체(4A)와 열교환하여 작동유체(4A)를 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 열교환 튜브(512D)는 제1 탈착커버(511)에 결합되어 지지되고, 외부로부터 냉매가 유입되는 냉매 유입튜브, 제1 탈착커버(511)에 결합되어 지지되고, 열교환된 냉매가 외부로 배출되는 냉매 배출튜브 및 냉매 유입 튜브와 냉매 배출튜브를 연결하고, 분기튜브들의 둘레를 감싸는 나선형의 열교환 튜브를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 플랜트 배관 구조체(1000)는 가열부(6)를 더 포함할 수 있다.

가열부(6)는 단열부들(4) 중 적어도 어느 하나에 결합되어 작동유체(4A)를 미리 설정된 온도로 가열하도록 구성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열부가 단열부에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 가열부(6)는 가열자켓들(61)을 더 포함할 수 있다.

가열자켓들(61)은 단열모듈들(41)의 외주면을 따라 복수로 배치되어 상호 탈착 가능하게 결합되고, 단열모듈들(41)에 각각 열을 전달하여 작동유체(4A)를 개별적으로 가열할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열자켓을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열부가 단열관에 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 각각의 가열자켓(61)은 제2 탈착커버(611), 열전도 블록(612), 메탈히터(613) 및 블록 가압 브라켓(614)을 포함할 수 있다.

제2 탈착커버(611)는 원호형상으로 형성되어 모듈본체(411)의 외면에 지지되고, 축방향을 따라 단열관(3)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

제2 탈착커버(611)는 제3 보조 플랜지(611A), 제2 개폐도어(611B), 제2 지지 브라켓(611C) 및 제4 보조 플랜지(611D)를 포함할 수 있다.

제3 보조 플랜지(611A)는 원주방향을 따라 제2 탈착커버(611)의 양 단부에 배치되고, 다른 가열자켓(61)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제3 보조 플랜지(611A)는 볼트와 너트로 이루어진 체결수단을 통해 다른 가열자켓(61)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

제2 개폐도어(611B)는 제2 탈착커버(611)의 일부분을 개폐하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 개폐도어(611B)는 경첩을 통해 회동 가능한 형태로 구현될 수 있다.

제2 지지 브라켓(611C)은 제3 보조 플랜지(611A)로부터 연장되고, 제1 연결 플랜지(412)에 지지되어 제2 탈착커버(611)의 내부에 열전도 블록(612) 및 메탈히터(613)가 수용되는 공간을 형성할 수 있다.

제4 보조 플랜지(611D)는 가열자켓(61)의 축방향을 따라 제2 탈착커버(611)의 양 단부에 배치되고, 단열관(3)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제4 보조 플랜지(611D)는 볼트와 너트로 이루어진 체결수단을 통해 다른 단열관(3)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

열전도 블록(612)은 제2 탈착커버(611)의 내부에 수용되고, 모듈본체(411)의 외면에 접하여 모듈본체(411)에 열을 전도할 수 있다. 예를 들어, 열전도 블록(612)은 열전도가 용이한 금속성 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 열전도 블록(612)은 모듈본체(411)의 외면에 대응되는 원호 형상으로 형성되어 모듈본체(411)의 외면에 접하는 열전도면과, 메탈히터(613)가 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 결합레일을 포함할 수 있다. 이때, 결합레일에는 메탈히터(613)를 열전도 블록(612)의 외면에 완전히 밀착시킬 수 있도록 소정길이 돌출된 가압돌기들이 형성될 수 있다. 이에, 결합레일에 슬라이드 결합되는 메탈히터(613)는 가압돌기들에 가압되어 열전도 블록(612)에 완전히 밀착됨과 동시에, 유동이 제한되어 안정적으로 고정된 상태를 유지할 수 있다.

메탈히터(613)는 열전도 블록(612)에 탈착 가능하게 결합되고, 전원이 공급되면 발열되면서 열전도 블록(612)에 열을 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 메탈히터(613)는 외부로부터 전원이 공급되면 설정된 온도로 발열되는 발열체와, 발열체를 내부에 수용하고, 열전도 블록(612)에 결합되어 발열체의 열을 열전도 블록(612)에 전달하는 하우징을 포함할 수 있다. 여기서, 하우징은 열전도가 용이한 금속성 재질로 형성될 수 있다.

블록 가압 브라켓(614)은 제2 탈착커버(611)에 결합되고, 열전도 블록(612)을 가압하여 열전도 블록(612)을 모듈본체(411)의 외면에 밀착시키도록 구성될 수 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록 가압 브라켓을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 블록 가압 브라켓(614)은 일부분은 제2 탈착커버(611)에 결합되고, 다른 일부분은 열전도 블록(612)의 외면을 지지하는 브라켓 본체(614A), 브라켓 본체(614A)의 내면에 배치되고, 열전도 블록(612)이 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 가이드 슬롯(614B) 및 가이드 슬롯(614B)의 내부에 배치되고, 열전도 블록(612)을 모듈본체(411)를 향하여 탄성적으로 가압하도록 구성되는 탄성부재(614C)를 포함할 수 있다.

이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 대상물의 이송되는 주배관(1)의 둘레에 단열재(2)와, 외주면에 단열 코팅층(31)이 형성된 단열관(3)이 설치되므로, 외부의 온도변화에 관계없이 이송되는 대상물의 온도가 항시 일정하게 유지될 수 있고, 이를 통해 대상물의 변형을 방지할 수 있다.

또한, 주배관(1)의 둘레에 설정온도를 가지는 작동유체(4A)가 흐르는 단열부(4)를 배치하고, 단열부(4)의 둘레에 작동유체(4A)의 온도를 제어하는 냉각부(5) 및 가열부(6)를 배치하므로, 배관의 단열성을 극대화할 수 있다.

또한, 단열부(4), 냉각부(5) 및 가열부(6)를 각각 개별적으로 제어 가능한 모듈형태로 형성하므로, 외부의 온도 또는 대상물에 따라 선택적으로 단열효율을 조절할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

1000. 플랜트 배관 구조체
1. 주배관
11. 정렬홈
2. 단열재
3. 단열관
31. 단열 코팅층
4. 단열부
4A. 작동유체
41. 단열모듈
41A. 챔버
411. 모듈본체
412. 제1 연결 플랜지
412A. 걸림턱
413. 고정자석
414. 정렬돌기
415. 전도판
416. 제2 연결 플랜지
417. 기밀링
5. 냉각부
51. 냉각자켓
511. 제1 탈착커버
511A. 제1 보조 플랜지
511B. 제1 개폐도어
511C. 제1 지지 브라켓
511C1. 걸림편
511D. 제2 보조 플랜지
512. 열교환부
512A. 노즐
512B. 제1 열교환 튜브
512C. 커플러
512C1. 몸체
512C2. 패킹튜브
512C3. 조임너트
512D. 제2 열교환 튜브
6. 가열부
61. 가열자켓
611. 제2 탈착커버
611A. 제3 보조 플랜지
611B. 제2 개폐도어
611C. 제2 지지 브라켓
611D. 제4 보조 플랜지
612. 열전도 블록
613. 메탈히터
614. 블록 가압 브라켓
614A. 브라켓 본체
614B. 가이드 슬롯
614C. 탄성부재

Claims

내부에 미리 설정된 대상물이 일방향으로 흐르는 주배관;
상기 주배관의 외면을 감싸는 단열재; 및
상기 단열재의 외면을 감싸는 단열관;을 포함하고,
상기 단열관의 외면에는 단열도료가 도포되어 단열 코팅층이 형성되며,
상기 주배관과 상기 단열재 사이에 배치되고, 내부에 미리 설정된 온도를 가지는 작동유체가 흐르며, 축방향을 따라 복수로 배치되는 단열부들;을 더 포함하고,
상기 단열부는,
상기 주배관의 외주면을 따라 복수로 배치되어 상호 탈착 가능하게 결합되고, 내부에 상기 작동유체가 흐르는 챔버가 형성되는 단열모듈들;을 포함하며,
상기 단열모듈은,
일부분은 상기 주배관에 접하고, 다른 일부분은 상기 단열재에 접하며, 내부에 상기 챔버가 형성되는 관형의 모듈본체;
원주방향을 따라 상기 모듈본체의 양 단부에 배치되고, 다른 단열모듈에 탈착 가능하게 결합되는 제1 연결 플랜지;
상기 제1 연결 플랜지의 내부에 수용되고, 상기 다른 단열모듈에 자기력을 통해 탈착 가능하게 결합되는 고정자석;
상기 주배관의 외주면에 접하는 상기 모듈본체의 내주면에 돌출 형성되고, 상기 주배관의 외주면에 형성된 웨지형상의 정렬홈들에 맞물려 결합되면서 상기 모듈본체의 중심을 상기 주배관의 중심에 정렬시키는 웨지형상의 정렬돌기들;
상기 모듈본체의 내주면에 결합되어 상기 정렬돌기들과 상기 정렬홈들 사이에 압입되고, 상기 모듈본체와 상기 주배관 사이에서 열을 전도하도록 구성되는 전도판;
상기 모듈본체의 축방향을 따라 상기 모듈본체의 양 단부에 배치되고, 다른 단열부에 탈착 가능하게 결합되는 제2 연결 플랜지; 및
상기 제2 연결 플랜지의 내부에 수용되고, 상기 다른 단열부에 가압되어 압축되면서 상기 다른 단열부와 상기 제2 연결 플랜지 사이를 기밀하는 탄성체 재질의 기밀링;을 포함하는, 단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체.
삭제
제1항에 있어서,
상기 단열부들 중 적어도 어느 하나에 결합되어 상기 작동유체를 미리 설정된 온도로 냉각시키도록 구성되는 냉각부;를 더 포함하고,
상기 냉각부는,
상기 단열모듈들의 외주면을 따라 복수로 배치되어 상호 탈착 가능하게 결합되고, 상기 단열모듈들과 각각 연통되어 상기 단열모듈들에 흐르는 상기 작동유체를 개별적으로 냉각시키는 냉각자켓들;을 포함하며,
상기 냉각자켓은,
상기 모듈본체의 외면에 지지되고, 축방향을 따라 상기 단열관에 탈착 가능하게 결합되는 원호형상의 제1 탈착커버; 및
상기 제1 탈착커버의 내부에 수용되어 상기 모듈본체와 연통되고, 상기 모듈본체의 내부에 흐르는 상기 작동유체와 열교환하여 상기 작동유체를 냉각시키도록 구성되는 열교환부;를 포함하고,
상기 제1 탈착커버는,
원주방향을 따라 상기 제1 탈착커버의 양 단부에 배치되고, 다른 냉각자켓에 탈착 가능하게 결합되는 제1 보조 플랜지;
상기 제1 탈착커버의 일부분을 개폐하도록 구성되는 제1 개폐도어;
상기 제1 보조 플랜지로부터 연장되고, 상기 제1 연결 플랜지에 지지되어 상기 제1 탈착커버의 내부에 상기 열교환부가 수용되는 공간을 형성하는 제1 지지 브라켓; 및
상기 냉각자켓의 축방향을 따라 상기 제1 탈착커버의 양 단부에 배치되고, 상기 단열관에 탈착 가능하게 결합되는 제2 보조 플랜지;를 포함하며,
상기 제1 지지 브라켓은,
상기 제1 연결 플랜지의 단부에 형성된 걸림턱에 결합되어 원주방향으로 상기 제1 탈착커버의 유동을 제한하는 걸림편;을 포함하고,
상기 열교환부는,
상기 모듈본체에 결합되어 어느 하나는 상기 챔버에 흐르는 상기 작동유체를 내부로 유입시키고, 다른 하나는 열교환된 상기 작동유체를 상기 챔버로 배출하도록 구성되는 노즐들;
상기 노즐들과 연통되고, 상기 노즐들 중 어느 하나를 통해 내부로 유입된 상기 작동유체를 복수로 분기시켜 일방향으로 이동시킨 후, 상기 노즐들 중 다른 하나로 유입시키는 제1 열교환 튜브;
상기 노즐들과 상기 제1 열교환 튜브를 연결하도록 구성되는 커플러들; 및
상기 제1 탈착커버에 결합되어 상기 제1 열교환 튜브의 둘레를 감싸고, 내부에 흐르는 냉매를 통해 상기 제1 열교환 튜브에 흐르는 상기 작동유체와 열교환하여 상기 작동유체를 냉각시키는 제2 열교환 튜브;를 포함하는, 단열성을 개선한 플랜트 배관 구조체.