KR101927888B1 - Thermal structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단열 성능과 구조재 성능을 갖는 단열 구조재에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 단열 구조재의 연결부 구조를 개선하여 열교 현상을 최소화 내지는 방지할 수 있으며, 단열 구조재의 코어 층(core layer) 내부에 진공단열재를 포함하는 중간층을 배치하여 단열성능을 향상시키고, 구조적 성능이 우수한 비발포성 폴리머 재질로 코어 층을 구성하여 구조적 강성을 높이며, 코어 층이 진공단열재의 표면 전체를 균일하게 감싸도록 구성하여 진공단열재의 가스출입을 방지하고, 화재에 취약하지 않도록 내화성능을 강화시킨 단열 구조재에 관한 것이다.The present invention relates to a heat insulating structural member having a heat insulating performance and a structural member performance, and more particularly, it is possible to minimize or prevent a heat bridging phenomenon by improving a connection structure of a heat insulating structural member, A core layer is formed of a non-foamable polymer material having an excellent structural performance to increase the structural rigidity and the core layer uniformly surrounds the entire surface of the vacuum insulation material, The present invention relates to a heat insulating structural member which prevents the gas from entering and extinguishing the insulating material, and which enhances the fire resistance performance so as not to be vulnerable to fire.
일반적으로 복합 라미네이트 구조재는 밀폐된 금속박스에 엘라스토머(elastomer)를 주입하여 제작하는 것으로, 건축물의 콘크리트 구조재 및 조선 분야의 철 구조재를 대체하는 구조재로 사용되기도 한다.In general, composite laminate structural materials are produced by injecting an elastomer into a closed metal box, and they are also used as structural materials for replacing iron structural materials in concrete structures and shipbuilding buildings.
특허등록 제10-0742033호 공보에는 복합 라미네이트 구조재가 개시(開示)되며, 공보에 개시된 종래 복합 라미네이트 구조재는 다음과 같은 문제들이 있다.Patent Publication No. 10-0742033 discloses a composite laminated structural member, and the conventional composite laminated structural member disclosed in the publication has the following problems.
첫째, 종래 복합 라미네이트 구조재는 하중과 충격을 위주로 고안된 구조재로, 단열성능을 위한 단열재로의 기능에는 한계가 있다. 즉, 금속박스를 구성하는 제1 금속 층과 제2 금속 층이 상대적으로 고밀도인 폴리머(엘라스토머)의 중간층에 접착 연결된 구조이므로, 열교 현상이 제1 금속 층과 제2 금속 층 전면에서 발생한다.First, the conventional composite laminated structural member is a structural member designed mainly for load and impact, and has a limited function as a heat insulating material for heat insulation performance. That is, since the first metal layer and the second metal layer constituting the metal box are adhesively connected to the intermediate layer of the polymer (elastomer) having a relatively high density, thermal bridging occurs at the entire surface of the first metal layer and the second metal layer.
열교 현상이란, 단열 구조재 구조상 끊어진 부분, 즉 끝단 부분이 다른 부분보다 온도가 상대적으로 낮고 또 그 끝단 부분을 통해서 많은 열류(熱流)가 흐르게 되어, 액화가스(LNG 또는 LPG 등)와 같은 극저온 화물에 대하여 단열성을 현저히 떨어뜨리는 현상을 말한다. 예를 들어, 열전도율이 매우 높은 금속 재질이 두께 방향으로 관통되어 설치될 경우, 이를 통해서 상당한 열류가 흐르게 된다.The thermal bridging phenomenon is a phenomenon in which the end portion of the insulation structure structure is relatively lower in temperature than the other portions, and a lot of heat flows through the end portion of the insulation structure structure, and the cryogenic cargo such as liquefied gas (LNG or LPG) Is a phenomenon in which the heat insulating property is remarkably lowered. For example, when a metal material having a very high thermal conductivity is installed through a thickness direction, a considerable amount of heat flows through the metal material.
종래 복합 라미네이트 구조재는, 구조상 제1 금속 층과 제2 금속 층의 열전도율이 매우 높으므로, 단열재로서의 기능은 폴리머(엘라스토머)로 구성된 중간층이 주로 담당한다.In the conventional composite laminated structural member, since the thermal conductivity of the first metal layer and the second metal layer is very high in structure, the function as a heat insulator is mainly performed by an intermediate layer composed of a polymer (elastomer).
하지만, 일반적으로 사용되는 엘라스토머의 열전도율(k-value)은 약 0.17∼0.18 W/mㆍK(20℃ 기준) 수준으로, 에어로젤이나 진공단열재와 같은 단열재와는 비교조차 되지 않으며, 일반적으로 가장 널리 사용되고 있는 유기 및 무기 단열재(열전도율 0.030~0.045 W/mㆍK)에 비해서도 단열성능이 현저히 떨어지므로, 종래 복합 라미네이트 구조재는 단열재로 사용하기에 적합하지 않다.However, the thermal conductivity (k-value) of a generally used elastomer is about 0.17 to 0.18 W / m 占 K (based on 20 占 폚), which is not even compared with insulation materials such as aerogels and vacuum insulation materials, The conventional composite laminate structural material is not suitable for use as a heat insulating material because the heat insulating performance is remarkably lower than that of the organic and inorganic thermal insulating materials (thermal conductivity 0.030 to 0.045 W / m 占 사용) used.
현재까지 단열 성능과 구조재 성능을 함께 갖는 단열 구조재(또는 복합 패널)에 대한 기술이 미비하고, 공개된 대부분의 단열 구조재가 종전의 문제점을 그대로 갖고 있기 때문에 큰 하중과 저온의 화물(예를 들어, 액화가스)을 저장하는 화물창에는 적용하지 못하는 기술적 한계가 있다.In recent years, most of the heat insulating structural materials disclosed in the related art have not been well-known in terms of the heat insulating structural material (or the composite panel) having both the insulating performance and the structural performance, Liquefied gas) is not applicable to cargo holds.
종래 단열 구조재는, 페리미터 바(perimeter bar)가 금속으로 형성되어 구조적 강성은 유지하였으나, 금속은 열전도율이 높고, 열교 현상이 발생하여 단열 성능을 현저하게 떨어뜨리는 문제가 있다.In the conventional heat insulating structural member, the perimeter bar is formed of a metal to maintain the structural rigidity. However, the metal has a high thermal conductivity and a thermal bridging phenomenon, resulting in a problem of significantly deteriorating the heat insulating performance.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 1의 (a)에 도시된 패널타입 단열 구조재에서는, 하부 금속 판(3)과 상부 금속 판(4) 사이에 금속의 페리미터 바(5)가 설치되고, 하부 금속 판(3)과 상부 금속 판(4) 사이에 폴리우레탄 층(7)이 형성되되, 열교 현상을 방지하기 위하여 상부 금속 판(4) 끝단 부에 인접 상부 금속 판(4)을 서로 연결하는 열교 현상 방지 부재(6)의 설치를 상정해 볼 수 있다.1 (a), a
패널타입이란 완성된 단열 구조재가 인접하여 배치되고, 용접이나 다른 체결방식을 통해서 단열 구조재가 연결되어 조립 시공되는 방식을 말한다.Panel type refers to the way in which finished insulation materials are arranged adjacent to each other, and the insulation material is connected through welding or other fastening method.
하지만, 열교 현상 방지 부재(6)를 설치하더라도, 도 1의 (b)에서 화살표로 도시한 바와 같이, 열교 현상 방지 부재(6) 양 끝단 부와 상부 금속 판(4)의 끝단 부에 열류가 집중하고 페리미터 바(5)를 통해서 점선 화살표로 표시한 바와 같이 열류가 전달되므로 단열성을 현저하게 떨어뜨리는 열교 현상의 문제가 여전히 발생함을 예상할 수 있다.However, even if the thermal
한편, 도 1의 (c)에 도시된 오버레이 타입은 시공현장에서 직접 시공하는 방법으로, 하나의 하부 금속 판(3) 위에 페리미터 바(5)와 상부 금속 판(4)을 적층 하도록 구성하는 것으로 상정할 수 있다. 즉, 하부 금속 판(3)과 상부 금속 판(4) 끝단 부에 금속의 페리미터 바(5)가 설치되고, 하부 금속 판(3)과 상부 금속 판(4) 사이에 폴리머층(7)이 형성되며, 페리미터 바(5)가 금속재질로 구성되는 것을 상정할 수 있다.On the other hand, the overlay type shown in FIG. 1 (c) is a method of directly constructing at the construction site, in which the
하지만, 오버레이 타입 단열 구조재에서는, 금속의 페리미터 바(5)를 통해서 점선 화살표로 표시한 바와 같이 열류가 전달되어 단열성을 현저하게 떨어뜨리는 열교 현상의 문제가 여전히 발생함을 예상할 수 있다.However, in the overlay type heat insulating structural member, it can be expected that the problem of the thermal bridging phenomenon in which the heat flow is transmitted through the
종래에는 다음과 같은 문제들이 있다.Conventionally, there are the following problems.
1) 열교 현상을 일으킨다.1) It causes thermal bridge phenomenon.
금속박스(폴리머층이 형성되는 공간)를 구성하기 위해 금속재질의 페리미터 바를 사용하지만, 금속재질의 특성상 페리미터 바는 엄청난 열교 현상을 일으키기 때문에, 저온 탱크 내의 냉기를 급격히 외부로 유출하거나, 화재 시 반대편 온도를 급격히 상승시키는 주된 역할을 한다.A ferrimeter bar made of a metal material is used to constitute a metal box (a space in which a polymer layer is formed). However, due to the nature of the metal material, the ferrimeter bar causes a phenomenon of excessive heat bridging, It plays a major role in rapidly raising the temperature on the opposite side of the city.
일반 페리미터 바를 사용할 경우, 통상적으로 전체 면적의 약 3~7%가 금속 재질의 페리미터 바로 연결된 급격한 열교 구역으로 형성된다. 가장 일반적인 철(steel)을 사용한다고 가정하면, 이러한 열교 구역의 열 전도율이 통상 코어 재질의 약 80~100배 높고, 일단 반대쪽으로 열이 전달되면 열전도가 높은 금속판을 통해 급격하게 열 전달이 발생한다. 따라서, 이 경우, 반대편 면적의 약 20%~40%가 단열 문제를 초래한다.When a general ferrimeter bar is used, typically about 3 to 7% of the total area is formed by a rapid thermal cross-section connected directly to a metal perimeter. Assuming that the most common steel is used, the thermal conductivity of this cross-section is typically about 80 to 100 times higher than that of the core material, and once heat is transferred to the opposite side, heat transfer occurs rapidly through the metal plate with high thermal conductivity . Thus, in this case, about 20% to 40% of the opposite area results in an insulation problem.
이러한 이유로 인해서 비발포성 폴리머를 사용한 구조재는 구조재 외부에 내화재 또는 내화 도료를 피복해야 하는 경우가 많다.For these reasons, structural materials using non-foamable polymers often require the exterior of the structural material to be coated with refractory or refractory coatings.
2) 진공단열재는 단열 구조재에 적용하는 데에 기술적인 한계가 있다.2) Vacuum insulation has a technical limitation in application to insulation.
우선, 구조재로서의 기능이 매우 미약하다. 진공단열재의 탄성계수는 약 50~80㎫ 내외인데, 이는 철의 탄성계수에 비해 약 3000배 작은 강도이다. 따라서 진공단열재 하나로만 건물의 바닥재나 선박의 저온 탱크를 제작하는 것은 불가능하다.First, the function as a structural material is very weak. The elastic modulus of vacuum insulation is about 50 ~ 80 MPa, which is about 3000 times smaller than the modulus of elasticity of iron. Therefore, it is impossible to manufacture the bottom floor of a building or the low-temperature tank of a ship only with one vacuum insulator.
또한, 단열 측면에서도, 외부 충격에 의해서 진공단열재의 피복이 손상될 경우, 외부 공기가 출입(出入) 되어 단열성능이 현저하게 감소하는 단점이 있다.Also, on the side of the heat insulation, when the covering of the vacuum insulator is damaged by the external impact, there is the disadvantage that the external air is made in and out, and the heat insulating performance is remarkably reduced.
즉, 진공단열재의 외부 피복재는 진공 챔버에서 효과적으로 내부 충진재를 둘러싸는 역할을 수행해야 하므로, 얇은 알루미늄 계열이나 이와 유사한 성능을 가진 복합 피복재를 사용한다. 이러한 피복은 외부 충격이나 스크래치(scratch)에 매우 취약하며, 시간이 지나면서 조금씩 외부 공기나 습기가 진공단열재 내부로 투습하여 단열 성능이 조금씩 떨어진다.That is, the outer covering material of the vacuum insulating material effectively plays the role of surrounding the inner filling material in the vacuum chamber, so a thin aluminum-type or composite coating material having similar performance is used. These coatings are very vulnerable to external impacts and scratches, and as time goes by, external air or moisture permeates the inside of the vacuum insulation material, resulting in a slight deterioration in the heat insulation performance.
3) 발포성 폴리머(예: 폴리우레탄)는 화재에 매우 취약하다.3) Foam polymers (eg polyurethane) are very vulnerable to fire.
기존의 대형 LPG 또는 LNG 운반선은 화물창의 저온을 유지하기 위해서 발포성 폴리머를 단열재로 사용한다.Conventional large LPG or LNG carriers use foamable polymer as insulation to maintain the low temperature of the cargo hold.
즉, 조밀한 비발포성 폴리머를 사용할 경우, 단열 성능이 현저히 떨어지므로, 발포를 일으키는 물질을 혼합하여, 코어 층 내부에 발포식 팽창 구조를 만든다. 문제는, 이러한 LPG 또는 LNG 운반선에 적용되는 발포물질이 화재 발생에 매우 취약하며, 화재 시 인체에 매우 유해한 가스를 방출한다는 것이다. 선박뿐만 아니라 육상용 냉동/냉장 저장 창고도 발포성 폴리머를 사용하여 화재가 난 사례가 다수 존재한다. 건조 중에 발생하는 용접 불씨 등도 문제이지만 건조 후에도 발포성 폴리머는 화재에 매우 취약하다.That is, when a dense non-foamable polymer is used, the heat-insulating performance is significantly lowered, so that the foam-causing material is mixed to form a foamed expansion structure inside the core layer. The problem is that the foam material applied to such LPG or LNG carrier is very vulnerable to fire and emits very harmful gases to the human body in case of fire. There are many cases of fires using foamed polymer as well as shipbuilding and freezing / cold storage warehouses for land use. Welding fire during drying is also a problem, but the foamable polymer is very vulnerable to fire even after drying.
4) 비발포성 폴리머 구조재는 단열성능이 떨어지므로 LPG 또는 LNG 운반선 저온 탱크의 단열재로 적용하기 어렵다.4) It is difficult to apply the non-foamable polymer structural material as a thermal insulation material for low temperature tank of LPG or LNG carrier because the insulation performance is poor.
비발포성 폴리머를 사용한 구조재의 경우는, 통상 금속박스로 구성되고 기밀한 구조로 만들어진 비발포성 폴리머의 난연성 및 무독성 특징으로 인해서, 화재에 대하여 발포성 폴리머 구조재보다 상대적으로 유리한 점이 있다.In the case of structural materials using non-foamable polymers, there are relatively advantages over foamed polymeric structures in terms of fire, due to the flame retardant and non-toxic characteristics of non-foamable polymers, which are typically made of metal boxes and made of a gas-tight structure.
즉, 금속박스 내의 밀폐된 공간에 주입된 비발포성 폴리머는 약 300℃ 이상의 온도에 수 십분 가량 노출되어도, 내부의 비발포성 폴리머는 공기가 없는 기밀한 특징과 발포성 폴리머와는 달리, 매우 조밀한 밀도(통상적인 비중 1.0 이상)를 가지는 특성으로 인해서 내부 비발포성 폴리머 표면 일부에 탄화 작용이 일어나며 타는 정도에 불과하다. 하지만, 비발포성 폴리머 구조재의 단열성능은 일반 EPS 단열재 성능의 5~7분의 1 수준으로 매우 떨어진다. 따라서, 일차적으로 LPG 또는 LNG 운반선 저온 탱크의 단열 성능을 만족하기가 어렵기 때문에 비발포성 폴리머를 사용한 구조재는 LPG 또는 LNG 운반선 저온 탱크에 적용하기 어렵다.That is, even though the non-foamable polymer injected into the closed space in the metal box is exposed to a temperature of about 300 DEG C or more for several tens of minutes, the inner non-foamable polymer has air tight airtight characteristics and a very dense density (Normal specific gravity of 1.0 or more), carbonization occurs on a part of the surface of the internal non-foamable polymer and is only a degree of burning. However, the insulation performance of the non-foamable polymer structural material is extremely low to one fifth to one-seventh of that of general EPS insulation. Therefore, it is difficult to apply the structural material using the non-foamable polymer to the LPG or LNG carrier low-temperature tank, since it is difficult to primarily satisfy the heat insulation performance of LPG or LNG carrier low temperature tank.
5) 비발포성 폴리머 구조재는 단열 성능이 떨어지므로, 내화 기준을 적용하는 구조물에 적용하기 어렵다.5) Since the non-foamable polymer structural material has poor heat insulation performance, it is difficult to apply it to the structure to which the fire resistance standard is applied.
비발포성 폴리머 구조재는 내화 성능이 발포성 폴리머 구조재보다 매우 좋기는 하지만 단열 성능이 부족하므로, 일반적인 내화 기준인 화재에 노출되지 않은 반대편 온도를 110℃~180℃로 장시간 유지하는 데에는 한계가 있다.The non-foamable polymer structural members are superior to the foamed polymer structural members in terms of fire resistance, but the insulation performance is insufficient. Therefore, there is a limit to maintaining the temperature of the opposite side, which is not exposed to fire as a general fire resistance standard, at 110-180 ° C for a long period of time.
실제로, 2시간 이상의 내화 성능을 유지하는 건축물 바닥재에 적용하는 경우, 비발포성 폴리머를 적용한 복합 라미네이트 구조재는 내화용 도료나 단열재의 피복이 필수적으로 요구되므로, 비발포성 폴리머 구조재를 내화 기준 구조물에 적용하기 어렵다.In practice, when applied to building floors with a fire resistance of 2 hours or more, composite laminate structural materials using non-foamable polymers are required to be coated with fireproof coatings and heat insulating materials. Therefore, applying non-foamable polymer structural materials to refractory reference structures it's difficult.
6) 통상적인 방식으로는 진공단열재가 내화용 단열재로 사용될 수 없다.6) Vacuum insulation can not be used as a fireproofing insulation in the usual way.
진공단열재를 구성하는 코어 물질(예: 흄드 실리카, fumed silica)은 모래 알갱이와 비슷한 특성을 지니므로, 온도가 올라가도 타지 않는 불연재에 속하며, 높은 온도에서도 진공도만 어느 정도 유지될 수 있으면 단열재로서의 기능이 거의 그대로 구현된다. 하지만, 전술한 바와 같이 진공단열재는 내부 진공도를 유지하기 위해 얇은 알루미늄 계열이나 이와 유사한 성능을 가진 복합 피복재를 사용한다. 이러한 복합 피복재는 온도가 조금만 높아져도 변형이 손쉽게 발생하며, 이로 인해 복합 피복에 균열이 생기거나 파손되어 내부의 진공도가 급격히 떨어지게 된다. The core material (eg, fumed silica) constituting the vacuum insulation material has properties similar to those of the sand grains. Therefore, it belongs to the nonflammable material that does not burn even when the temperature rises. If the vacuum can be maintained only at a high temperature, It is almost implemented. However, as described above, the vacuum insulation material uses a thin aluminum or composite coating material having similar performance to maintain the degree of internal vacuum. Such a composite coating material easily deforms even when the temperature is slightly increased, thereby causing a crack in the composite coating or breaking it, and the degree of the vacuum in the interior of the composite coating rapidly drops.
이로 인해서, 진공단열재의 단열 성능은 여타의 단열재에 비해 월등히 우수하나, 내화용 단열재로는 사용될 수 없다. 실제로, 진공단열재의 최고 허용 고온 온도는 일반적으로 최고 100℃~150℃ 내외에 불과하므로, 진공단열재가 내화용 단열재로 사용될 수 없다.As a result, the heat insulating performance of the vacuum insulating material is far superior to that of other insulating materials, but it can not be used as a heat insulating material for fire resistance. In practice, the maximum permissible high temperature of a vacuum insulator is generally only about 100 ° C to 150 ° C, so that a vacuum insulator can not be used as a fireproof insulator.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 첫째, 단열 구조재의 연결부 구조를 개선하여 열교 현상을 최소화 내지는 방지할 수 있으며, 둘째, 단열 구조재의 코어 층 내부에 진공단열재를 포함하는 중간층을 배치하여 단열성능을 향상시키고, 셋째 코어 층에 구조적 강성이 우수한 비발포 폴리머를 이용하여 구조적 강성을 높이고, 비발포 폴리머 재질의 코어 층이 진공단열재의 표면 전체를 균일하게 감싸도록 하여 진공단열재의 가스 출입을 방지하며, 넷째, 별도의 내화용 도료나 단열재의 도움없이 구현되는 자체 내화 기능을 대폭 향상시킬 수 있도록 함으로써, 단열성능과 구조성능 및 내화와 방화 기능이 필요한 분야, 예를 들어 저온 화물창의 단열시스템이나 건축 구조물 등에 범용적으로 적용할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the aforementioned problems. First, it is possible to minimize or prevent thermal bridge phenomenon by improving the connection structure of the heat insulating structural member. Second, an intermediate layer including a vacuum insulating material is disposed inside the core layer of the heat insulating structural member The third core layer is made of a non-foam polymer having excellent structural rigidity to enhance the structural rigidity and the core layer of the non-foam polymer material uniformly surrounds the entire surface of the vacuum insulation material, Fourth, it is possible to greatly improve the self-refractory function realized without the aid of separate refractory coatings or heat insulating materials, thereby improving the heat insulating performance, structural performance, and fields requiring fireproofing and fireproofing functions, And can be widely applied to buildings and structures.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 단열 구조재를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a heat insulating structural member.
본 발명의 단열 구조재는 하부 판; 상기 하부 판과 일정간격을 유지하여 상기 하부 판의 상방에 배치되는 상부 판; 상기 하부 판과 상기 상부 판 사이에 배치되는 단열재를 포함하는 중간층; 열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 상기 하부 판과 상기 상부 판의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부; 상기 하부 판, 상기 상부 판, 상기 중간층, 상기 연결부가 이루는 공간에 마련되는 코어 층; 을 포함한다.The heat insulating structural member of the present invention comprises a lower plate; An upper plate disposed above the lower plate at a predetermined distance from the lower plate; An intermediate layer including a heat insulating material disposed between the bottom plate and the top plate; A connection part which is provided at the end of the lower plate and the upper plate for preventing thermal bridging and for structural fastening and composed of a mixture of a metal layer and a nonmetal layer; A core layer provided in a space defined by the lower plate, the upper plate, the intermediate layer, and the connection portion; .
상기 단열재는 진공단열재, 에어로젤 단열재, 또는 슬림(slim)의 유기 및 무기 단열재, 비정형 타입 단열재 중 적어도 어느 하나를 포함한다.The heat insulating material includes at least one of a vacuum insulating material, an airgel insulating material, a slim organic and inorganic insulating material, and an irregular type insulating material.
또한, 상기 연결부는,In addition,
상기 하부 판에 고정되는 금속재질의 하부 연결부와, 상기 상부 판에 고정되는 금속재질의 상부 연결부를 구비하되, 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이에 중간 연결부인 비발포성 폴리머를 개재하는 적층형 구조로 구성될 수 있다.A lower connection portion of a metal material fixed to the lower plate, and an upper connection portion of a metal material fixed to the upper plate, wherein the lower connection portion and the upper connection portion are formed of a laminated structure having a non- .
또한, 상기 연결부는,In addition,
상기 하부 판에 고정되는 금속재질의 하부 연결부와, 상기 상부 판에 고정되고 상기 하부 연결부와 단 차지게 배치되는 금속재질의 상부 연결부를 구비하되, 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이에 중간 연결부인 비발포성 폴리머를 개재하는 단차형 구조로 구성될 수 있다.A lower connection part made of a metal material fixed to the lower plate and an upper connection part made of a metal which is fixed to the upper plate and arranged in a line with the lower connection part, And a stepped structure interposing a polymer.
또한, 상기 연결부는,In addition,
상기 하부 판에 고정되는 금속재질의 하부 연결부와, 상기 상부 판에 고정되고 상기 하부 연결부와 단 차지게 배치되는 금속재질의 상부 연결부를 구비하고, 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이에 중간 연결부인 비발포성 폴리머를 개재하되,A lower connection part made of a metal material fixed to the lower plate and an upper connection part made of a metal which is fixed to the upper plate and arranged in a line with the lower connection part, and an intermediate connection part between the lower connection part and the upper connection part, Polymer intervening,
상기 비발포성 폴리머는 임시 차단 부재를 이용하여 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이의 틈새를 차단한 후에, 상기 코어 층의 충진 경화 과정 시, 상기 코어 층과 일체로 형성하는 충진 단차형 구조로 구성될 수 있다.The non-foamable polymer may have a filling step structure in which a gap between the lower connection part and the upper connection part is cut off using a temporary blocking member and then integrally formed with the core layer during the filling and curing process of the core layer .
또한, 상기 연결부는,In addition,
상기 하부 판에 고정되는 금속재질의 하부 연결부와, 상기 상부 판에 고정되는 금속재질의 상부 연결부를 구비하고, 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이에 중간 연결부인 비발포성 폴리머를 형성하되,A lower connection part of a metal material fixed to the lower plate, and an upper connection part of a metal material fixed to the upper plate, wherein a non-expandable polymer is formed as an intermediate connection part between the lower connection part and the upper connection part,
상기 상부 연결부는 상기 상부 판에 탈착 가능하게 결합하고, 상기 상부 연결부와 상기 하부 연결부 사이의 공간 안에 액상의 비발포성 폴리머를 주입 경화시켜서 상기 코어 층과 일체로 형성하고 서로 인접하는 단열 구조재를 연결하는 충진 마감형 구조로 구성될 수 있다.The upper connection part is detachably coupled to the upper plate, and a liquid non-foamable polymer is injected and cured in a space between the upper connection part and the lower connection part so as to be integrally formed with the core layer, And can be configured as a filled-up type structure.
또한, 상기 연결부에 있어, 상기 하부 판과 상기 상부 판의 테두리 부에는 상기 하부 판과 상기 상부 판을 상하로 관통하는 체결 공이 다수 형성되고, 서브 구조물에 시공될 수 있도록 상기 연결부가 상기 체결 공 안에 결합하는 볼트 체결구조로 구성될 수 있다. In the connecting portion, a plurality of fastening holes are formed in the rim of the lower plate and the upper plate, the fastening holes passing through the lower plate and the upper plate vertically, and the connecting portion is formed in the fastening hole And a bolt fastening structure for fastening the bolts.
연결부를 구성하는 비금속 층에는 단열 및 구조 성능을 높이기 위해서 단열재 및 커넥터가 배치될 수 있다.The non-metallic layer constituting the connection part may be provided with a heat insulating material and a connector for enhancing insulation and structural performance.
또한, 상기 공간(하부 판과 상부 판 사이의 공간)에는 중간층을 더 포함하되, Further, an intermediate layer is further included in the space (space between the lower plate and the upper plate)
상기 중간층은 상기 상부 판의 하측에 설치되거나, 상기 코어 층 안에 설치되거나, 상기 하부 판의 상측에 설치되는 구조중 어느 하나로 구성될 수 있다.The intermediate layer may be provided on the lower side of the upper plate, or may be provided in the core layer or on the upper side of the lower plate.
상기 중간층은 진공단열재를 포함하며,Wherein the intermediate layer comprises a vacuum insulation material,
상기 중간층이 상기 상부 판의 하측에 설치되는 경우, 상기 중간층은 상기 상부 판과 슬립 가능하게 설치될 수 있다.When the intermediate layer is provided on the lower side of the upper plate, the intermediate layer may be slidably installed with the upper plate.
상기 상부 판과 상기 하부 판 사이에 커넥터가 고정 설치될 수 있다.A connector may be fixedly installed between the upper plate and the lower plate.
상기 코어 층은, 상기 진공단열재를 외부충격으로부터 보호하고, 구조적 강성을 유지하기 위하여 상기 공간 안으로 액상의 비발포성 폴리머가 충진(충전, 充塡), 경화되어 상기 공간의 내부 면에 기밀하게 접착되는 구성일 수 있다.The core layer protects the vacuum insulator from external impact and is filled with a liquid non-foamable polymer into the space to maintain the structural rigidity, and is cured to be hermetically bonded to the inner surface of the space Lt; / RTI >
상기 비발포성 폴리머는 비발포성 폴리우레탄이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 탄성계수 200㎫ 이상의 구조적 강도를 가지는 폴리머를 사용할 수 있다. The non-expandable polymer may be a non-expandable polyurethane, and preferably a polymer having a structural modulus of elastic modulus of 200 MPa or more may be used.
상기 중간층은 진공단열재를 기본 구성으로 하고, 진공단열재 표면 보호재, 보강 단열재, 및 슬립재 중 적어도 어느 하나 이상의 조합을 더 포함할 수 있다.The intermediate layer may include a vacuum insulation material as a basic constituent, and may further include at least one of a vacuum insulation material surface protection material, a reinforcing insulation material, and a slip material.
상기 진공단열재는 상기 코어 층과 상기 상부 판 사이에 설치되어 단열성능을 가지며,Wherein the vacuum insulation material is installed between the core layer and the top plate to have a heat insulation performance,
상기 진공단열재 표면 보호재는 상기 진공단열재와 상기 상부 판 사이에 설치되어 상기 진공단열재의 피복 손상을 방지하며,Wherein the vacuum insulator surface protection member is disposed between the vacuum insulator and the top plate to prevent damage to the vacuum insulator,
상기 슬립 재는 상기 상부 판과의 슬립을 가능하게 할 수 있다.The slip material may enable slip with the top plate.
상기 하부 판, 상기 상부 판과 상기 연결부에 의해서 형성된 박스공간 안에 상기 코어 층이 완전 밀착하여 접합(접착) 되며, 상기 코어 층이 기밀 접합하여 상기 진공단열재의 주위를 감싸 보호하는 구성일 수 있다.The core layer may be bonded to (adhered to) the box layer formed in the box space defined by the lower plate, the upper plate, and the connection portion. The core layer may be hermetically bonded to surround the vacuum insulator.
상기 코어 층의 내부에 경량 형상체가 구비될 수 있다.A lightweight shaped body may be provided in the core layer.
또한, 상기 하부 판 1개 위에 상기 상부 판 1개가 배치되어 서로 인접하는 단열 구조재가 연결되는 패널타입(panel type)과, 상기 하부 판 1개 위에 상기 상부 판 여러 개가 배치되어 격자구조로 구성되는 오버레이 타입(overlay type) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.In addition, a panel type in which one of the upper plates is disposed on one of the lower plates and the adjacent heat insulating structural members are connected to each other, and a plurality of upper plates are disposed on one of the lower plates, And an overlay type.
상기 오버레이 타입은, 상기 연결부가 상기 하부 판에 고정되는 금속재질의 하부 연결부와, 상기 상부 판에 고정되는 금속재질의 상부 연결부를 구비하고, 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이에 상기 비발포성 폴리머를 개재할 수 있다.The overlay type includes a lower connection part of a metal material to which the connection part is fixed to the lower plate and an upper connection part made of a metal material to be fixed to the upper plate and between the lower connection part and the upper connection part, Can intervene.
일반적으로 발포성 폴리머를 적용한 LPG 또는 LNG 멤브레인 화물창의 경우는, 통상 200~500㎜ 두께의 단열박스를 공장에서 제작하여 화물창에 부착하고 그 위에 저온 특성이 좋은 금속판 또는 합성 재질의 피복을 입히는 방식으로 제작된다. 이러한, 멤브레인 구조는 단열박스 사이에 기본적으로 10~20㎜가량의 설계 공차가 필수적으로 요구된다. 하지만, 단열박스의 수축/팽창을 반복시키는 에이징(aging) 기간 내에 공차 이상의 범위로 변화되는 경우가 많기 때문에 실제로는 단열박스 사이의 틈이 설계 공차 이상으로 형성될 경우가 많다. Generally, in the case of LPG or LNG membrane hold holds using foamed polymer, a heat insulating box with a thickness of 200 to 500 mm is usually manufactured at the factory and attached to the cargo hold, and then coated with a metal plate or synthetic material having a good low- do. Such a membrane structure is basically required to have a design tolerance of about 10 to 20 mm between the heat insulating boxes. However, in many cases, the gap between the heat insulating boxes is formed to be equal to or larger than the design tolerance in many cases, within a period of aging over which the shrinkage / expansion of the heat insulating box is repeated.
즉, 어느 경우든 단열박스 사이는 상당한 틈이 존재한다. 따라서, 이러한 틈 사이로 상당한 열교 현상이 발생할 수 있으며, 가스 누출 시 상당량의 가스가 틈 사이에 고일 수 있다. That is, in any case, there is a considerable gap between the insulation boxes. Therefore, significant thermal bridging may occur between these gaps, and a significant amount of gas may be trapped between gaps when the gas leaks.
본 발명에서는 이러한 틈이 없이 기밀한 구조를 형성할 수 있으므로, 저온 및 극저온 화물창에 적용 시, 단열적으로 멤브레인 방식의 화물창보다 매우 우수하며 안전하다.In the present invention, since it is possible to form an airtight structure without such a gap, when applied to low-temperature and cryogenic cargo holds, it is much superior to the membrane type cargo holds in an adiabatic manner and is safe.
또한, 발포성 폴리머를 이용하여 단열 박스를 만들 경우는, 단열박스를 구성하는 합판은 구조적으로 연약한 발포성 폴리머 상부에 접착되므로 슬로싱 충격에 의해 합판이 파손되는 경우도 자주 발생한다. 즉, 합판을 단단한 돌판 위에 올려놓고 큰 충격을 가할 경우, 합판 자체가 눌릴 수는 있어도 잘 파손되지는 않지만, 합판을 침대 위에 올려놓고 충격을 가할 경우, 합판 자체가 먼저 부러지는 원리와 같다.Further, in the case of making a heat insulating box using a foamable polymer, since the plywood constituting the heat insulating box is adhered to the upper part of the structurally soft foamable polymer, the plywood is frequently broken by the sloshing impact. That is, if a plywood is placed on a hard stone plate and a large impact is applied, the plywood itself may be crushed but it is not broken. However, if the plywood is placed on the bed and impact is applied, the plywood itself is broken first.
이를 방지하기 위해서, 밀도 60~400㎏/㎥ 정도의 고밀도 발포성 폴리머를 사용하기도 하지만, 내부의 가스 셀(cell)로 인해서, 슬로싱에 의한 단열박스의 파손에는 여전히 취약하다. In order to prevent this, a high-density expandable polymer having a density of about 60 to 400 kg / m < 3 > is used. However, due to the internal gas cell, the insulation box is still vulnerable to breakage by sloshing.
본 발명에서, 코어 층의 재질로 사용하는 비발포성 폴리머는 통상 밀도가 900㎏/㎥ 이상으로 상당히 고밀도 재질이므로, 코어 층의 재질 위에 배치되는 단열재를 포함한 중간층을 슬로싱에 의한 파손 측면에서 효과적으로 보호할 수 있다.In the present invention, since the non-expandable polymer used as the material of the core layer has a density of 900 kg / m < 3 > or more and a considerably high density material, the intermediate layer including the heat insulating material disposed on the core layer material is effectively protected from breakage by sloshing can do.
한편, 본 발명의 단열 구조재는 금속 상판; 상기 금속 상판과 일정한 공간을 가지면서 위치하는 금속 하판; 상기 금속 상판과 상기 금속 하판의 중간에 삽입된 진공단열재; 및 상기 진공단열재를 전체적으로 감싸면서 상기 금속 상판 및 금속 하판과 밀착 접합되는 비발포성 수지; 를 포함할 수 있다.On the other hand, the heat insulating structural member of the present invention comprises a metal upper plate; A metal lower plate positioned with a predetermined space with the metal upper plate; A vacuum insulator inserted between the metal upper plate and the lower metal plate; And a non-foamable resin covering the vacuum insulation material as a whole and being in tight contact with the metal upper plate and the metal lower plate; . ≪ / RTI >
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects.
1) 가벼우면서도 매우 강한 구조적 기능을 가진다. 즉, 상 하부의 금속 판과 코어 층으로 형성된 효과적인 복합 라미네이트 구조재로서의 기능을 가진다.1) It has a light but very strong structural function. That is, it has the function as an effective composite laminate structure formed of the upper and lower metal plates and the core layer.
상, 하부에 배치된 금속 판이 구조 전체에 걸리는 엄청난 in-plane 스트레스를 견딜 수 있고, 단열 구조재 내부의 코어 층 중 하나인 비발포성 폴리머의 역할로 인해서 구조 전체의 복합 단일 거동이 가능하며, 코어 층의 두께만큼 이격된 구조 때문에 단면 계수도 증가하므로, 매우 효과적인 구조재로서의 기능을 가진다. 또한, 비발포성 폴리머는 충격에 강한 특성을 지니므로, 본 발명의 단열 구조재는 외부 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다. It is possible to withstand the enormous in-plane stress of the entire metal plate disposed on the upper and lower portions and to achieve a composite single behavior of the whole structure owing to the role of the non-foamable polymer, which is one of the core layers in the heat insulating structural material. So that the sectional modulus also increases, so that it has a very effective function as a structural member. In addition, since the non-expandable polymer has a shock-resistant property, the heat insulating structural material of the present invention can effectively absorb an external impact.
2) 상하 연결부의 중간에 비금속 층, 예를 들어 비발포성 폴리머(중간 연결부)를 형성함으로써, 열교 현상을 효과적으로 차단할 수 있음은 물론, 코어 층을 형성하기 위한 액상의 비발포성 폴리머 충진 경화과정에서, 비발포성 폴리머 재질의 코어 층과 중간 연결부인 비금속 층을 일체로 형성함과 아울러, 기밀성과 접합성을 향상시켜서 구조적 강성은 물론 단열성능을 충분히 확보할 수 있다. 2) By forming a nonmetallic layer, for example, a non-foamable polymer (intermediate connection part) in the middle of the upper and lower connection parts, it is possible to effectively block the thermal crosslinking phenomenon and, in the process of filling the non-expandable polymer liquid, A core layer made of a non-foamable polymer material and a nonmetal layer serving as an intermediate connecting portion are integrally formed, and the airtightness and the bonding property are improved, so that the structural rigidity as well as the heat insulating performance can be sufficiently secured.
특히, 코어 층의 내부에는 진공단열재를 포함하는 중간층을 형성할 수 있는 데, 코어 층이 박스공간 안에 기밀 접착하고 진공단열재 주위를 균일하게 둘러 감싸는 구조로 형성되는바, 코어 층이 기밀 또는 액밀하게 접합하여 구조적 강성을 더욱 견고하게 유지하도록 한다.Particularly, an intermediate layer including a vacuum insulating material can be formed inside the core layer. The core layer is formed in a structure in which the core layer is hermetically bonded in the box space and is wrapped around the vacuum insulation material uniformly. So that the structural rigidity is maintained more firmly.
본 발명의 단열 구조재에서, 상부 구조는 극저온 액화가스의 누출을 막을 수 있는 금속재로 덮인 기밀구조이며, 긴밀한 접합 구조에 의해서 구조적 성능이 매우 뛰어나다. 이와 같이 긴밀한 접합 구조에 의해서, 구조적 성능이 뛰어나게 됨은 물론, 비발포성 폴리머 중 비발포성 폴리우레탄을 사용할 경우, 코어 층이 약 900㎏/㎥의 밀도를 가지며, 200㎫보다 큰 탄성계수와, 기밀 접합구조로 진공단열재의 주위를 감싸 보호하므로, 진공단열재에서 가스출입이 발생하지 않게 되어, 장기간 사용시에도 단열 성능 저하 없이 단열 성능을 그대로 유지할 수 있다.In the heat insulating structural member of the present invention, the upper structure is an airtight structure covered with a metal material that can prevent leakage of the cryogenic liquefied gas, and the structural performance is very excellent due to the tight bonding structure. When the non-expandable polyurethane is used as the non-expandable polymer, the core layer has a density of about 900 kg / m < 3 >, an elastic modulus larger than 200 MPa, It is possible to maintain the heat insulation performance without deteriorating the heat insulation performance even when using for a long period of time because the vacuum insulator is wrapped around the periphery of the vacuum insulation material.
더 나아가, 비금속 층(중간 연결부)의 내부에 단열재를 더 내장하여 열교 현상을 더욱 효과적으로 차단할 수도 있다.Furthermore, it is possible to further insulate the heat bridging phenomenon by further inserting a heat insulating material inside the nonmetal layer (intermediate connecting portion).
3) 저장탱크의 구조적인 움직임이나 하중이 매우 클 경우, 본 발명의 단열 구조재의 커넥터의 연결 구조에 의해서, 극저온 탱크용 단열 구조재에 걸리는 스트레스가 분산됨은 물론 구조적 성능이 월등히 향상될 수 있다.3) When the structural movement or load of the storage tank is very large, the connection structure of the connector of the insulating material of the present invention can significantly improve the structural performance as well as the stress applied to the thermal insulating material for the cryogenic tank.
즉, 커넥터의 연결구조에 의해서, 극저온 탱크용 단열 구조재에 걸리는 하중이 분산됨은 물론, 하중에 대하여 금속박스 및 코어 층과 중간층 모두가 동일하게 거동하므로, 구조적 성능이 월등히 향상되고 박리현상도 효과적으로 방지할 수 있으며, 국부 좌굴 현상 측면에서도 구조적인 성능을 월등히 향상시킬 수 있다. 통상적으로 발포성 폴리머는 내부의 기포 등으로 인해서 수 ㎪의 접합 강도를 가지는 데 비해서, 비발포성 폴리머의 접합강도는 수 ㎫까지 가능하므로, 작은 면적의 커넥터로도 엄청난 박리 현상 방지 효과가 있다.In other words, the connection structure of the connector not only disperses the load applied to the heat insulating structural material for the cryogenic tank, but also acts on the metal box and the core layer and the intermediate layer in the same manner with respect to the load. Thus, the structural performance is significantly improved and the peeling phenomenon is effectively prevented And the structural performance can be significantly improved even in the local buckling phenomenon. Generally, the foamable polymer has a bonding strength of several tens of microns due to internal bubbles and the like, but the bonding strength of the non-foamable polymer can be up to several MPa, so that even a connector having a small area has a great effect of preventing peeling.
4) 본 발명의 단열 구조재에서, 커넥터는 액상의 비발포성 폴리머 주입 전에 배치될 수 있는데, 코어 층의 액상의 비발포성 폴리머가 경화되면서 커넥터의 표면 전체에 걸쳐서 접합하므로, 커넥터는 자연스럽게 코어 층과 기밀하게 접합하게 되고, 쇄기 형상 등을 가질 수 있으며, 평면상 보이는 면적의 최소 2~3배 이상 접합 면적이 증가하여 코어 층을 구조적으로 견고하게 잡아주는 구조가 형성되고, 내구성과 결합성이 월등히 향상된다.4) In the heat insulating structural member of the present invention, the connector may be disposed before the liquid non-foamable polymer is injected. Since the liquid non-foamable polymer of the core layer is cured and bonded over the entire surface of the connector, And can have a wedge shape and the like, and the bonding area is increased by at least 2 to 3 times as much as the planar visible area, thereby forming a structure that holds the core layer structurally firmly, and the durability and bonding property are remarkably improved do.
5) 본 발명의 단열 구조재가 적용된 LPG 운반선 화물창은, 독립 탱크 삽입 방식이 아니라 선체에 직접 시공하는 방식이기 때문에, 기존의 독립 탱크와 선체 사이에 발생하는 엄청난 사각공간을 없앨 수 있어 공간 효율이 대폭 증가한다.5) Since the LPG carrier cargo hold adopting the insulation material of the present invention is a method of directly installing on the hull rather than the independent tank insertion method, it is possible to eliminate a huge square space generated between the existing independent tank and the hull, .
본 실시 예에서는, 사각공간이 없어지고 기존의 발포성 폴리머 시공 두께(약, 120mm)와 단열 보호재의 시공두께가 얇아지면서 엄청난 추가 탱크 공간 확보가 가능하다.In this embodiment, there is no square space, and the thickness of the conventional foamed polymer construction (about 120 mm) and the thickness of the insulation protection material are thinned, thereby enabling a great additional tank space.
기존의 선형을 유지하는 경우는 화물창 용적이 약 20~25% 증가하거나, 기존의 화물창 크기(DWT 84K)를 유지하는 경우는 선체의 전체 사이즈(폭, 길이, 높이 등)가 대폭 감소하기 때문에 약 5~10% 정도의 선박의 경량화 및 선형 계수 감소로 인해서 10~20% 이상의 연료 소비량 감소 효과도 기대할 수 있다.In the case of maintaining the existing linearity, the overall size (width, length, height, etc.) of the hull is greatly reduced when the hold volume increases by about 20 ~ 25% or the existing hold size (DWT 84K) It can be expected to reduce the fuel consumption by 10 ~ 20% due to the weight reduction of ships and linearity factor of 5 ~ 10%.
6) 본 발명의 단열 구조재가 적용된 LNG 또는 LPG 운반선 화물창 제작시 화재 위험을 근본적으로 해결할 수 있다.6) Fire hazard can be fundamentally solved in the production of an LNG or LPG carrier cargo hold using the insulating material of the present invention.
비발포성 폴리머 재질은 발포성 폴리머 재질에 비해서 월등히 내화 및 방화 성능이 우수하며, 특히 폴리머 자체가 박스공간(상, 하부 판과 연결부에 의해 형성된 내부 공간)안에 밀봉되기 때문에 직접적인 화기와의 노출이 원천 차단된다.The non-foamable polymer material is superior to the foamable polymer material in terms of fire resistance and fire resistance. In particular, since the polymer itself is sealed in the box space (the inner space formed by the upper and lower plates and connection portions) do.
7) 본 발명의 단열 구조재는 내화 성능 또한 매우 우수하다. 즉, 별도의 내화용 도료나 단열재가 없이도 상당한 자체 내화 성능을 가지게 된다.7) The heat insulating structural material of the present invention is also excellent in fire resistance. That is, it has a considerable self-refractory performance even without a separate fireproof coating or heat insulating material.
밀폐된 금속 박스 내에 주입된 비발포성 폴리머는 기밀한 구조로 인해서 고온에 장시간 노출되어도 표면에 국부적인 탄화 현상이 발생하는 정도이다. 하지만, 비발포성 폴리머의 열전도율이 높아서, 별도의 내화용 도료나 단열재 없이, 반대편 온도를 통상적인 내화 성능 기준인 약 110~180℃가량으로 유지하는 것이 어렵다. The non-foamable polymer injected into the closed metal box is of such a degree that localized carbonization occurs on the surface even when exposed to high temperature for a long time due to the airtight structure. However, since the non-foamable polymer has a high thermal conductivity, it is difficult to maintain the opposite temperature at about 110 to 180 DEG C, which is a standard fire resistance performance standard, without a separate refractory coating or heat insulating material.
본 발명에 따르면, 진공단열재의 피복이 고온에 의해 변형 또는 파손되더라도 비발포성 폴리머의 코어 층이 기밀하게 진공단열재를 보호하고 있으므로, 진공단열재의 단열 성능이 유지된다. According to the present invention, even if the covering of the vacuum insulating material is deformed or broken by high temperature, the core layer of the non-expandable polymer hermetically protects the vacuum insulating material, so that the heat insulating performance of the vacuum insulating material is maintained.
따라서, 반대편 온도도 상당 시간 내화 성능 기준치 내로 만족하게 되므로, 별도의 내화용 도료나 단열재 없이도 상당한 자체 내화 성능을 가지게 된다. Therefore, since the opposite temperature is satisfied within the reference value of the refractory performance for a considerable time, it has a considerable self-refractory performance even without a separate refractory coating or heat insulating material.
8) 본 발명의 단열 구조재는 진동, 소음 저감 측면에서도 매우 유용하다. 코어 층이 금속이나 콘크리트보다 유연한 물질로 구성되어 있기 때문에 상당한 댐핑 효과를 가지게 된다.8) The heat insulating structural material of the present invention is very useful in terms of vibration and noise reduction. Since the core layer is composed of a material that is more flexible than metal or concrete, it has a considerable damping effect.
또한, 진공단열재 내부의 진공 구조는 진동 및 소음 저감 측면에서도 월등하다. In addition, the vacuum structure inside the vacuum insulation material is superior in vibration and noise reduction.
상기 7) 및 8)은 선박의 거주구역이나 건축물의 벽체 및 바닥재로 사용될 경우, 시공성, 공간 활용 및 거주성 증진 측면에서 월등히 우수한 효과를 갖는다.The above 7) and 8) have remarkably excellent effects in terms of workability, space utilization, and habitability when used as a wall or floor material of a residence area or a building of a ship.
9) 본 발명의 단열 구조재가 적용된 LNG 또는 LPG 운반선 화물창 구조의 단순화로 막대한 제작 시수 및 재료비 감소가 가능하다.9) The simplification of the structure of the LNG or LPG carrier cargo hold with the heat insulating structural material of the present invention makes it possible to reduce enormous production time and material cost.
기존의 독립 탱크 삽입 방식의 경우는, 독립 탱크 자체도 상당한 구조 시공이 요구되고 독립 탱크를 지탱하는 선체도 막대한 구조 시공이 요구되나, 본 발명의 경우는 하나의 선체구조를 사용하기 때문에, 즉 사이드 셀(외판, side shell)에 인너 헐(inner hull)을 설치하는 대신에 단열 구조재를 직접 사이드 셀 등에 시공하는 단순 구조로 인해서 막대한 제작비 감소 효과가 있다.In the case of the conventional independent tank inserting method, the independent tank itself is required to have a considerable structure construction, and the ship structure supporting the independent tank is required to have a huge construction. However, in the present invention, since one hull structure is used, Instead of providing an inner hull in the cell (shell), a simple structure in which the heat insulating structural material is directly applied to the side cell or the like has a great effect of reducing the production cost.
10) 본 발명의 단열 구조재가 적용된 LPG 운반선 화물창 제작시, 특수 저온 철판 사용량이 감소하여 제작비용이 대폭 절감된다.10) In the case of manufacturing the LPG carrier cargo hold using the heat insulating structural material of the present invention, the use of the special low-temperature steel plate is reduced, and the manufacturing cost is greatly reduced.
LPG 탱크 온도는 통상 영하 50℃~55℃ 정도로 유지되므로, 일반 철판보다 가격이 높은 특수 저온강을 사용하여 독립 탱크 전체를 제작해야 한다. Since the LPG tank temperature is normally maintained at minus 50 ° C to 55 ° C, the entire independent tank must be manufactured using a special low-temperature steel that is higher than ordinary steel plates.
본 발명의 경우는, 액화가스와 접촉하는 상부 판은 특수 저온 강을 사용하여야 하지만, 액화가스와 접촉하지 않는 하부 판은 일반 철판을 사용할 수 있는 구조이기 때문에 고가의 특수 저온강의 사용량이 약 반으로 감소하고, 두께에 있어 종래 독립 탱크 구조 두께가 12T일 경우, 본 발명의 경우는, 특수 저온용 철판 6T 및 일반 철판 6T만 소요되므로, 제작비용이 대폭 절감된다.In the case of the present invention, a special low-temperature steel should be used for the top plate in contact with the liquefied gas. However, since the bottom plate not in contact with the liquefied gas can use a general steel plate, In the case of the present invention, only the special low-temperature steel plate 6T and the general steel plate 6T are required when the thickness of the conventional independent tank structure is 12T in thickness.
11) LNG 또는 LPG 운반선 화물창의 전체 제작 기간이 단축된다.11) The entire production period of LNG or LPG cargo holds is shortened.
종래 독립 탱크 삽입 방식의 경우는, 많은 인원을 투입하여 여러 까다로운 공정들을 거쳐야 하고, 운송 및 탑재 측면에서도 어려운 작업이 많기 때문에 많은 시간이 소요된다. 하지만, 본 발명은 시공 방법을 혁신적으로 개선하기 때문에 전체 제작 기간이 크게 단축될 수 있다.In the case of the conventional independent tank inserting method, it takes a long time because a lot of personnel are required to go through many difficult processes and there are many difficult operations in terms of transportation and mounting. However, since the present invention innovatively improves the construction method, the entire production period can be greatly shortened.
12) 극저온 액화가스와 직접 접촉하는 금속재의 상부 판과 코어 층 사이에 진공단열재를 기본으로 설치하고, 그 진공단열재에 진공단열재 표면 보호재, 보강 단열재, 슬립재 등을 추가로 배치하여서, 극저온을 차단하여 단열 구조재 내부 온도를 코어 층의 허용온도(약 -30℃∼-70℃) 내지는 그 이상으로 유지함으로써, 극저온 취성 파괴 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.12) A vacuum insulation material is installed between the upper plate and the core layer of the metal material in direct contact with the cryogenic liquefied gas, and the vacuum insulation material is further provided with a vacuum insulation material surface protection material, a reinforcing insulation material, a slip material, The brittle fracture phenomenon at extremely low temperatures can be effectively prevented by keeping the internal temperature of the heat insulating structure at the allowable temperature (about -30 캜 to -70 캜) or more of the core layer.
13) 극저온 액화가스와 직접 접촉하는 금속재질의 상부 판과 비발포성 폴리머 재질의 코어 층 사이에 중간층을 설치하되, 그 중간층은 진공단열재를 기본으로 하고, 그 위에 슬립재 등을 추가로 배치하여, 상부 판과 중간층 사이에 슬립(slip) 현상을 유도함으로써, 상부 판과 코어 층의 열 팽창 계수 차이 때문에 발생하는 써멀 스트레스를 대폭 줄이거나 써멀 스트레스가 단열 구조재 내부로 전달되는 것을 효과적으로 차단하여 열 변형 및 용접부위 파손을 효과적으로 방지할 수 있다. 13) An intermediate layer is provided between a top plate made of a metal material and a core layer made of a non-foamable polymer material, which are in direct contact with the cryogenic liquefied gas. The intermediate layer is made of a vacuum insulation material, By inducing a slip phenomenon between the top plate and the middle layer, the thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the top plate and the core layer is significantly reduced or the thermal stress is effectively prevented from being transferred to the inside of the heat insulating structure, It is possible to effectively prevent breakage of the welded portion.
도 1은 복합 라미네이트 구조재의 열교 현상을 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 사시도
도 3은 도 2의 종단면도
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 종단면도
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단열 구조재에서, 중간층의 설치를 도시한 종단면도
도 8 내지 도 10은 중간층이 진공단열재를 기본 구성으로 하고, 진공단열재 위에 진공단열재 표면 보호재, 슬립재, 보강 단열재를 추가로 설치하는 도면
도 11은 상부 판과 하부 판 사이에 커넥터가 설치되는 도면
도 12는 코어 층의 내부에 경량 형상체가 설치되는 도면
도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 사시도
도 14는 도 13의 단열 구조재를 도시한 종단면도
도 15 내지 도 26은 충진 단차형 구조의 연결부를 갖는 단열 구조재 구성을 설명하기 위한 도면
도 27 및 도 28은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 종단면도
도 29 및 도 30은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 종단면도
도 31은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 사시도
도 32는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 종단면도
도 33은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 종단면도
도 34는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 종단면도
도 35는 본 발명의 제9 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 종단면도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a thermal bridge phenomenon of a composite laminated structural member; FIG.
2 is a perspective view illustrating a heat insulating structural member according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a longitudinal sectional view of Fig.
4 is a longitudinal sectional view showing a heat insulating structural member according to a second embodiment of the present invention
5 to 7 are longitudinal sectional views showing the installation of the intermediate layer in the heat insulating structural member according to the first embodiment of the present invention
Figs. 8 to 10 are views in which the intermediate layer has a basic constitution of a vacuum insulation material, and further a vacuum insulation panel surface protection material, a slip material, and a reinforcing insulation material are installed on the vacuum insulation panel
11 is a view showing a state in which a connector is installed between a top plate and a bottom plate
12 is a view showing a state in which a lightweight shaped body is installed inside a core layer
13 is a perspective view showing a heat insulating structural member according to a third embodiment of the present invention.
Fig. 14 is a longitudinal sectional view showing the heat insulating structural member of Fig. 13
15 to 26 are views for explaining the construction of a heat insulating structural member having a connection portion of a filler stepped structure
27 and 28 are longitudinal sectional views showing a heat insulating structural member according to a fourth embodiment of the present invention
29 and 30 are longitudinal sectional views showing a heat insulating structural member according to a fifth embodiment of the present invention
31 is a perspective view showing a heat insulating structural member according to a sixth embodiment of the present invention.
32 is a longitudinal sectional view showing a heat insulating structural member according to a sixth embodiment of the present invention
33 is a longitudinal sectional view showing a heat insulating structural member according to a seventh embodiment of the present invention
34 is a longitudinal sectional view showing a heat insulating structural member according to an eighth embodiment of the present invention
35 is a longitudinal sectional view showing a heat insulating structural member according to a ninth embodiment of the present invention
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함한다."라고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
또한, 도면에 도시된 단열 구조재의 두께 및 형상 등은 본 발명의 기술을 용이하게 설명하기 위한 것에 불과한 것으로, 도면에 도시된 것에 국한되지 않는다.In addition, the thickness and the shape of the heat insulating structural member shown in the drawings are only for easy explanation of the technique of the present invention, and are not limited to those shown in the drawings.
그리고 상부, 하부 등의 용어는 설명의 편의를 위해 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 임의적인 용어로, 이들 용어들은 위치와 보는 방향에 따라 역으로 변경되거나 다른 용어로 변경될 수 있음은 물론이다.And terms such as upper, lower and the like are arbitrary terms for distinguishing one component from another for convenience of description, and these terms may be changed in reverse or changed to another term depending on the position and direction of view. Of course.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 단열 구조재에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the heat insulating structural member of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 단열 구조재는 하부 판(10); 상기 하부 판(10)과 일정간격을 유지하여 상기 하부 판(10)의 상방에 배치되는 상부 판(20); 상기 하부 판(10)과 상기 상부 판(20) 사이에 배치되는 단열재를 포함하는 중간층(50); 상기 하부 판(10)과 상기 상부 판(20)의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부; 상기 하부 판(10), 상기 상부 판(20), 상기 중간층(50), 상기 연결부가 이루는 박스공간 안에 액상으로 주입 경화되는 코어 층(40); 을 포함한다.The insulating material of the present invention comprises a lower plate (10); An
본 실시 예의 비발포성 폴리머는 비발포성 폴리우레탄을 포함한다.The non-expandable polymer of this embodiment includes non-expandable polyurethane.
연결부는 테두리 역할을 하는 것으로, 열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 각 단열 구조재에 연결되는 부재 또는 단열 구조재 간의 구조적 체결을 견고하게 하는 역할을 할 수 있다. The connection part serves as a rim, and it can play a role of strengthening the structural fastening between the member or the heat insulating structural member connected to each heat insulating structural member in order to prevent the thermal bridging and to secure the structural fastening.
연결부는 상 하부 판(20,10)과 별도로 구성될 수도 있지만, 일체로 형성되거나 그 일부로 구성될 수도 있다.The connecting portion may be formed separately from the upper and
연결부의 폭은 20mm 이상 300mm 이하로 할 수 있으며, 단열재의 열전도율은 고성능 단열재 열전도율은 0.01 W/mK 이하로 설정할 수 있다.The width of the connecting part can be set to 20 mm or more and 300 mm or less, and the thermal conductivity of the heat insulating material can be set to 0.01 W / mK or less for high performance thermal insulating material.
코어 층(40)은 상, 하 판(20,10) 사이에서 전단력을 전달하는 작용을 한다.The
코어 층(40)은 상, 하 판(20,10)에 충분한 강도로 접합하며, 이용시 예측되는 전단력에 대해 충분한 기계적 특성을 갖는 재질, 예를 들어, 비발포성 폴리머를 포함한다.The
비발포성 폴리머는 폴리우레탄(polyurethane), 에폭시 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스터, 비닐에스터, 천연 고무 및 합성 고무 등이 있으며, 바람직하게는 폴리우레탄 소재를 사용할 수 있다. Examples of the non-foamable polymer include polyurethane, epoxy resin, phenol resin, unsaturated polyester, vinyl ester, natural rubber and synthetic rubber, and preferably polyurethane materials can be used.
코어 층(40)과 상, 하부 판(20,10) 간의 접합 강도는 3㎫보다 커야하며, 바람직하게는 6㎫보다 크다. 전형적인 사용 및 점유 하중(occupancy load)이 1.4㎪ 내지 7.2㎪의 오더로 이루어지는 플로어 패널(floor panel)과 같은 낮은 하중(low load) 적용들에 대해서는, 접합 강도가 예를 들어 약 0.5㎫로 더 낮을 수 있다.The bonding strength between the
코어 층(40)의 밀도는 900㎏/㎥ 이상으로 하고, 바람직하게는 900∼1900㎏/㎥ 이상으로 하는 것이 좋다.The density of the
코어 층의 탄성계수는 200㎫ 이상으로 할 수 있으며, 바람직하게는 300㎫이상으로 하는 것이 좋다.The modulus of elasticity of the core layer may be 200 MPa or more, and preferably 300 MPa or more.
본 발명의 단열 구조재는 상기 하부 판 1개 위에 상기 상부 판 1개가 배치되어 서로 인접하는 단열 구조재가 연결되는 패널타입(panel type)(도 2 내지 도 32 참조)과, 상기 하부 판 1개 위에 상기 상부 판 여러 개가 배치되어 격자구조로 구성되는 오버레이 타입(overlay type)(도 33, 도 34 참조) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The heat insulating structural member of the present invention includes a panel type (see FIGS. 2 to 32) in which one of the upper plates is disposed on one of the lower plates and the adjacent heat insulating structural members are connected to each other, And an overlay type (see Figs. 33 and 34) in which a plurality of top plates are arranged and configured in a lattice structure.
패널타입(panel type)은 단열 구조재를 일정크기의 단위(unit) 혹은 모듈(modul)로 구성하고, 시공 현장에서 조립 시공하는 방식에 적용할 수 있는 반면에, 오버레이 타입(overlay type)은 시공 현장에서 직접 제작 시공하는 방식에 적용할 수 있다.The panel type can be applied to a method of constructing a unit of insulation or a module of a certain size and assembling at a construction site while an overlay type is a construction type of a construction site The present invention can be applied to a method of directly constructing and constructing an image.
본 발명은 패널타입(panel type)과 오버레이 타입(overlay type)은 물론 이들을 혼합하는 혼용타입으로도 가능하다.The present invention is not limited to the panel type and the overlay type, but may also be a mixed type in which they are mixed.
본 발명의 패널 타입에서, 단열 구조재는 연결부의 형태에 따라 다음과 같이 구분할 수 있다.In the panel type of the present invention, the heat insulating structural member can be classified as follows according to the shape of the connection portion.
① 블록 적층형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(100)(도 2 및 도 3 참조), ② 충진 적층형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(200)(도 4 참조), ③ 블록 단차형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(300)(도 13 내지 도 26 참조), ④ 충진 단차형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(400)(도 27 및 도 28 참조), ⑤ 충진 마감형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(500)(도 29 및 도 30 참조), ⑥ 볼트 체결형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(600)(도 31 및 도 32 참조)를 포함한다.(See FIG. 2 and FIG. 3) to which the connection part of the block laminate structure is applied (see FIGS. 2 and 3), the insulating material 200 (see FIG. 4) to which the connection part of the filler laminate structure is applied (See Figs. 27 and 28), (4) a heat insulating structural member 400 (see Figs. 13 to 26), (4) a heat insulating structural member 400 (See FIGS. 29 and 30), and (6) a heat insulating structural member 600 (see FIGS. 31 and 32) to which a connecting portion of a bolt fastening structure is applied.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 블록 적층형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(100)(제1 실시 예)에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the heat insulating structural member 100 (first embodiment) to which the connecting portion of the block laminate structure is applied will be described in detail with reference to FIG. 2 and FIG.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단열 구조재(100)를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 종단면도이다.FIG. 2 is a perspective view showing a heat insulating
본 발명의 제1 실시 예에 따른 단열 구조재(100)는 금속재질의 하부 판(10); 하부 판(10)의 상방에 배치되며, 하부 판(10)과 일정간격을 유지하고 하부 판(10)과의 사이에 공간(S)을 형성하는 금속재질의 상부 판(20); 하부 판(10)과 상부 판(20)의 끝단 부에 마련되는 연결부(130); 하부 판(10), 상부 판(20), 연결부(130)가 이루는 박스공간 안에 액상으로 주입 경화되어 충진되는 코어 층(40); 을 포함한다. 공간(S) 안에는 비금속 층, 예를 들어 비발포성 폴리머 또는 폴리우레탄 재질의 코어 층(40)이 채워지므로 단열 구조재 제조 이후에 공간(S)은 없어진다.A heat insulating structural member (100) according to a first embodiment of the present invention comprises a lower plate (10) made of a metal; An
코어 층(40)을 구성하는 비발포성 폴리머는 액상으로 주입한 후 경화되는 과정에서, 통상 부피가 약간 증가하려는 특성이 있기 때문에, 주입 과정에서 상부 판(20)에 하중을 가하여 눌러주는 과정이 수반된다. 이러한 비발포성 폴리머의 특성으로 인해서 본 발명에서는 코어 층(40)이 채워지는 내부의 공간(S)이 빈틈없이 매우 기밀하게 채워지는 장점이 있다.Since the non-expandable polymer constituting the
하부 판(10)과 상부 판(20)은 편평한 구조로 형성될 수 있고, 금속재질, 예를 들어 서스(SUS), 인바(Invar) 등, 또는 금속을 포함한 복합 소재로 제조될 수 있다. 금속을 포함한 복합 소재의 예로는 LNG 화물창에 사용되는 트리플렉스(Triplex) 재질이 있는데, 이는 얇은 알루미늄판의 주위를 glass cloth 및 resin으로 둘러싼 구조로서, 극저온에서의 거동이 우수한 복합소재이다.The
참고로, 서스는 Steel, Use, Stainless의 머리글로 일본 규격인 JIS에서 스테인리스강의 규격을 나타낼 때 사용하는 것이다.For reference, SUS is the header of Steel, Use, and Stainless, which is used to indicate the specification of stainless steel in Japanese standard JIS.
액화가스와 직업 접하는 상부 판(220)의 상면에는 다수의 주름 부(corrugation)(미도시)가 형성될 수도 있다.A plurality of corrugations (not shown) may be formed on the top surface of the top plate 220 in contact with the liquefied gas.
본 실시 예에서, 연결부는 단열 구조재(100)를 서브 구조물(1: 도 19)에 고정하거나 인접하는 단열 구조재(100)를 서로 연결하는 역할 등을 할 수 있다. 또한, 연결부(130)는 금속 층과 비금속 층의 혼합체를 포함하여 구성될 수 있다.In this embodiment, the connecting portion may fix the heat insulating
참고로, 서브 구조물(1)이란 선박의 화물창이거나 독립형 탱크 본체의 일부이거나 건축 구조물 등의 베이스 프레임이나 플레이트를 포함한다. 아울러, 서브 구조물(1)의 형태나 구성은 본 발명의 일 예를 설명하기 위한 것이고, 이에 국한되는 것은 아니다.For reference, the
연결부(130)의 형상은 본 실시 예의 도면에 국한되지 않으며, 바(bar) 혹은 스틱 형태, 또는 사각 프레임이나 테두리 부재 등을 포함하며, 코어 층(40)을 형성하기 위해 액상의 비발포성 폴리머 주입 및 경화 시, 액상의 비발포성 폴리머의 흘러내림을 방지하는 기능을 갖는다. The shape of the
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 연결부(130)는 금속재질의 하부 연결부(131), 금속재질의 상부 연결부(132) 및 하부 연결부(131)와 상부 연결부(132) 사이에 동일 형상으로 개재되어 접합(접착)하는 중간 연결부인 비금속 층(133), 예를 들어 비발포성 폴리머로 구성될 수 있다. 이와 같이 연결부(130)는 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성될 수 있다.3 (a), the
연결부(130)의 제조에 있어, 하부 연결부(131), 상부 연결부(132) 및 비발포성 폴리머(133)는 별도의 제조공정(미도시)을 거쳐서 서로 접합(또는 접착)되어 일체로 구성될 수도 있다. The lower connecting
예를 들어, 하부 연결부(131), 상부 연결부(132) 및 비발포성 폴리머(중간 연결부)(133)를 접합(또는 접착)하는 방식은, 하부 연결부(131)와 상부 연결부(132)를 각각 블록형태로 제조한 후에 그 사이에 비발포성 폴리머(133)을 충진 경화시켜서 연결부(130) 전체를 일체로 형성하는 방법을 사용할 수도 있다.For example, the
또한, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 연결부(130)는 금속재질의 하부 연결부(131), 금속재질의 상부 연결부(132) 및 하부 연결부(131)와 상부 연결부(132) 사이에 "T"자 형상으로 개재되어 접합(또는 접착)하는 중간 연결부인 비금속 층(133), 예를 들어 비발포성 폴리머로 구성될 수 있다.3B, the
도 4는 충진 적층형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(200)를 도시한 종단면도이다.4 is a longitudinal sectional view showing a heat insulating
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 단열 구조재(200)는 연결부를 제외한 나머지 구성이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단열 구조재(100)와 동일하므로, 이하에서 연결부(230)에 대해서만 설명한다.Referring to FIG. 4, the heat insulating
본 발명의 제2 실시 예에 따른 단열 구조재(200)에서, 연결부(230)는 하부 연결부(231)와 상부 연결부(232) 사이에 중간 연결부인 비금속 층(233), 예를 들어 비발포성 폴리머를 형성한다. 이와 같이 연결부(230)는 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성될 수 있다.In the heat insulating
즉, 제1실시 예와 같이 비발포성 폴리머를 블록형태로 제조하는 것이 아니라, 하부 판(10)과 상부 판(20) 각각에 하부 연결부(231)와 상부 연결부(232)가 설치된 상태에서, 비발포성 폴리머 재질의 코어 층(40)을 제조하기 위하여 액상의 비발포성 폴리머를 주입 및 경화하는 과정에서, 코어 층(40)과 함께 하부 연결부(231)와 상부 연결부(232) 사이에 비금속 층(233)을 형성함으로써, 열교 현상을 최소화하고 단열성능과 구조재 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.That is, in the state where the
한편, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단열 구조재(100)에서, 중간층의 설치를 도시한 종단면도이다.5 to 7 are longitudinal sectional views showing the installation of the intermediate layer in the heat insulating
본 발명의 제1 실시 예에 따른 단열 구조재(100)에서, 하부 판(10)과 상부 판(20) 사이에 공간(S)이 형성되는데, 공간(S)에는 중간층(50)을 더 포함하되, 중간층(50)은 상부 판(20)의 하측에 설치되거나(도 5 참조), 코어 층(40) 안에 설치되거나(도 6 참조), 하부 판(10)의 상측에 설치되는 구성(도 7 참조)중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 도 6에서 S1 및 S2는 스페이서(spacer) 혹은 지지부재(support membrane)로서, 일정간격을 유지하거나 중간층(50)을 지지하는 부재를 의미한다.In the heat insulating
중간층(50)은 진공단열재로만 구성될 수 있는데, 이 경우 진공단열재의 두께는 약 5∼25㎜로 구성할 수 있으며, 코어 층(40)과 상부 판(20) 사이에 설치되어, 극저온을 차단하여 코어 층(비발포성 폴리머 재질)(40)의 허용온도(-30℃∼-70℃) 이상으로 유지하여, 즉 비발포성 폴리머 사용온도 범위 내로 유지하여 극저온 취성 파괴 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.In this case, the thickness of the vacuum insulating material may be about 5 to 25 mm, and the
본 실시 예에서는, 진공단열재뿐만 아니라, 진공단열재 대신에 에어로젤 단열재, 또는 슬림(slim)의 유기 및 무기 단열재 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 기존에 사용하기 어려운 비정형 타입 단열재(기체, 액체, 젤 타입의 단열재)도 포함할 수 있다.In the present embodiment, at least one of an airgel insulation material or a slim organic or inorganic insulation material is used in place of the vacuum insulation material, and an atypical type insulation material (gas, liquid, gel type ). ≪ / RTI >
진공단열재의 열전도율(W/m·K, 20℃ 기준)은 0.0045 내외 또는 그 이하로 한다. 에어로젤 단열재는 Aspen aerogels, Thermablock 등을 포함하며, 열전도율(W/m·K, 20℃ 기준)은 0.015 내외 또는 그 이하로 한다.The thermal conductivity of the vacuum insulation material (W / m · K, based on 20 ° C) should be 0.0045 or less. The airgel insulation is made of Aspen aerogels, Thermablock, etc., and the thermal conductivity (W / m · K, based on 20 ℃) is 0.015 or less.
진공단열재의 구조는 심재, 및 그 심재를 진공 포장하는 외피 재를 포함하고, 심재 및 외피 재 사이에 금속 박을 포함하되, 금속 박은 알루미늄 포일(foil)을 포함한다. 진공단열재의 구조는 이미 개시된 공지공용의 기술에 해당하므로, 이에 대한 구체적 설명은 생략한다.The structure of the vacuum insulation material includes a core material and a sheath material for vacuum packing the core material, and includes a metal foil between the core material and the sheath material, and the metal foil includes an aluminum foil. Since the structure of the vacuum insulator corresponds to the known technique disclosed in the foregoing, a detailed description thereof will be omitted.
도면에 도시하지는 않았으나, 본 실시 예에서는 상하 부 판(20,10) 사이에 코어 층(40)이 마련되고, 그 코어 층(40)의 내부에 진공단열재(50)가 설치되어 진공단열재 전체를 둘러싸며, 단열 구조재 측부(테두리 부분)에 코어 층(40) 전체가 노출되도록 구성될 수도 있다. Although not shown in the drawings, in the present embodiment, a
이와 같이 단열 구조재의 측부에 연결부 없이 코어 층(40) 측면 전체가 노출되는 구성에서는, 비발포성 폴리머 재질인 코어 층(40)이 진공단열재(50)의 표면 전체를 감싸 보호하며, 코어 층(40)의 경화 과정 시 발생하는 코어 층(40)의 압축 하중이 효과적으로 분산되기 때문에 진공단열재의 손상을 효과적으로 방지하고 단열 성능과 구조재 성능을 모두 향상시킬 수 있다.The
도 5에 도시된 바와 같이, 중간층(50)은 진공단열재를 포함하며, 중간층(50)이 상부 판(20)의 하측에 설치되는 경우, 중간층(50)은 상부 판(20)과 슬립 가능하게 설치될 수 있다.5, the
코어 층(40)은 진공단열재를 외부충격으로부터 보호하고, 구조적 강성을 유지하기 위하여 공간(S) 안으로 액상의 비발포성 폴리머가 주입 경화되어 공간의 내부 면에 기밀하게 접착된다.The
또, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 중간층(50)은 진공단열재(51)를 기본 구성으로 하고, 진공단열재(51) 위에 진공단열재 표면 보호재(52), 슬립재(53), 보강 단열재(54) 중 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.8 to 10, the
진공단열재의 밀도는 약 150~300㎏/㎥로 다른 발포성 단열재보다 밀도가 높으며, 압축 하중에 상당히 강한 특성이 있다. 하지만, 피복에 스크래치가 발생하여 미세한 구멍이 생기거나 찢어지면, 단열 성능이 현저히 떨어지는 단점이 있다.The density of vacuum insulation is about 150 ~ 300㎏ / ㎥, which is higher density than other foam insulation and has a strong resistance to compressive load. However, if scratches are generated in the coating and minute holes are formed or torn, the heat insulating performance is remarkably deteriorated.
본 실시 예에서는, 진공단열재의 이러한 단점을 고려하여 상부 판(20)과 하부 판(10)이 금속판으로 구성되는 경우, 금속판인 상부 판(20)의 표면에 먼지나 이물질에 의해 뾰족한 돌기(미도시)가 있을 수 있으며, 이 경우, 진공단열재(51)의 피복이 제작과정에서 그 뾰족한 돌기에 의해 손상될 수 있으므로, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 진공단열재(51) 위에 진공단열재 표면 보호재(52)가 설치되는 것이다. 진공단열재 표면 보호재(52)는 필름 형태로 진공단열재(51) 상면 피복을 보호하는 역할을 할 수 있다.In this embodiment, when the
진공단열재는 코어 층(40)과 상부 판(20) 사이에 설치되어 단열성능을 가지며, 진공단열재 표면 보호재(52)는 진공단열재와 상부 판(20) 사이에 설치되어 진공단열재의 피복 손상을 방지하며, 슬립 재(53)는 상부 판(20)과의 슬립을 가능하게 할 수 있다. The vacuum insulating material is installed between the
슬립 재(53)는 중간층(50)의 더 원활한 슬립을 유도하는 역할을 할 수 있으며, 종이 재질의 골판지 형태이거나 합성수지 시트 등으로 구성될 수 있다.The
슬립 재(53)는 표면이 매끄럽게 형성되는 것이 바람직하다. 표면이 매끄러울수록 극저온에서 슬립현상을 좀 더 원활히 유도하여, 극저온과 직접 접촉하는 금속재의 상부 판(20)과 코어 층(40) 간의 열 팽창 계수가 상이하여 발생하는 써멀 스트레스(thermal stress) 및 코어 층(40)의 극저온 취성 파괴 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.The
금속재질인 상부 판(20)과 폴리우레탄 재질인 코어 층(40)은 열팽창 계수가 상이한바, 상이한 열팽창 계수로 인하여 써멀 스트레스(thermal stress, 열 응력)가 발생할 수 있다.Since the
참고로, 써멀 스트레스란 온도변화에 의해 고체 내부에 생기는 응력을 말한다. 폴리우레탄 재질인 코어 층(40)의 열팽창 계수는 금속재질의 상부 판(20)에 비해서 약 4∼10배 큰 것으로 알려져 있는데, 이러한 열팽창 계수 차이에 의해서 써멀 스트레스가 발생하여 구조재 성능을 현저히 떨어뜨리는 문제가 있다. For reference, thermal stress refers to the stress generated inside the solid by temperature change. It is known that the thermal expansion coefficient of the
이러한 문제점을 고려하여 본 실시 예에서는, 슬립 가능한 중간층(50)을 추가하는 간단한 구조변경을 통해서 열팽창 계수 차이에 의해 발생할 수 있는 써멀 스트레스를 대폭 감소하고, 극저온 취성 파괴 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.In consideration of such a problem, in the present embodiment, the thermal stress that may be caused by the difference in thermal expansion coefficient can be largely reduced through simple structural modification by adding the slipable
중간층(50)의 상면은 상부 판(20)의 하면과 슬립 가능하게 접하고, 중간층(50)의 하면은 코어 층(40)과 접합하도록 구성될 수 있다.The upper surface of the
하부 판(10), 상부 판(20)과 연결부(130)에 의해서 형성된 박스공간 안에 코어 층(40)이 완전 밀착하여 접합하며, 코어 층(40)이 기밀 접합하여 진공단열재 표면 전체를 감싸 보호하도록 구성하여 코어 층(40)의 압축 하중이 효과적으로 분산되도록 할 수 있으며, 코어 층(40)이 밀착되어 구조재로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있다.The
하부 판(10), 상부 판(20), 연결부(130), 코어 층(비발포성 폴리머 재질)(40), 중간층(50) 간의 결합구조를 살펴보면, 코어 층(40)은 하부 판(10)과 연결부(130)와 중간층(50)이 이루는 박스공간 내면에 기밀 내지는 액밀하도록 밀착 접합 또는 접착할 수 있다.The
코어 층(40)은 경화과정에서 박스공간 내면에 기밀 내지는 액밀하도록 밀착하여 접합(또는 접착)할 수 있기 때문에, 별도의 접착제를 사용하지 않더라도 견고하게 결합할 수 있는 것이다.Since the
연결부(130)의 하부 연결부(131)과 상부 연결부(132)는 각각 하부 판(10)과 상부 판(20)에 용접 또는 볼트 체결 방식 등으로 고정할 수 있다.The
중간층(50)과 상부 판(20)은 접착제를 사용하지 않으며, 슬립 가능하게 접촉된 상태를 유지할 수 있다.The
써멀 스트레스를 대폭 감소하고 그의 전달을 막기 위해서 상부 판(20)과 상부 판 아래 구조물 사이의 슬립 작용이 중요하며, 이러한 슬립 작용을 좀 더 원활히 유도하기 위하여 슬립재(53)가 설치되는 것이다. The slip action between the
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 단열설계 기준치를 만족하기 위해서, 한 장의 진공단열재로 단열성능이 부족할 경우, 추가로 다른 보강 단열재들을 진공단열재와 함께 배치하여 설계기준을 만족할 수도 있다.Also, although not shown in the drawing, in order to satisfy the insulation design standard value, when one piece of vacuum insulation material lacks the heat insulation performance, other reinforcing insulation materials may be disposed together with the vacuum insulation material to satisfy the design standard.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 상당한 외부 충격이 있는 경우, 진공단열재에 전달되는 충격 에너지를 흡수하기 위한 충격 완화재(미도시)가 더 배치될 수도 있다.Further, although not shown in the drawings, in the case of a significant external impact, an impact modifier (not shown) for absorbing the impact energy transmitted to the vacuum insulator may be further disposed.
도 11에 도시된 바와 같이, 상부 판(20)과 하부 판(10) 사이에 커넥터(70)가 설치될 수 있다. As shown in FIG. 11, a
커넥터(70)의 연결구조에 의해서, 예를 들어 상부 판(20)과 코어 층(40)이 3MPa 이상의 강한 힘으로 연결됨으로써, 단열 구조재(100)에 걸리는 하중이 균일하게 분산됨은 물론, 하중에 대하여 상, 하부 판(20,10) 및 코어 층(40) 등 모두가 동일방향으로 거동하므로, 박리현상도 효과적으로 방지할 수 있고 구조적 성능이 월등히 향상된다.The
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 커넥터(70)의 상단은 상부 판(20)에 고정되고, 커넥터(70)의 하단은 코어 층(40)에 고정될 수 있다.The upper end of the
즉, 커넥터(70)의 웨브(web)(71)는 중간층(50)의 유격(관통 홀)을 관통하여 위치하며, 커넥터(70)의 플랜지(flange)(72)는 코어 층(40) 안에 고정될 수 있다.That is, the
도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 커넥터(70)는 양단부가 코어 층(40)에 고정될 수 있다. 즉, 커넥터(70)의 웨브(web)(71)는 중간층(50)의 유격(관통 홀)을 관통하여 위치하며, 커넥터(70)의 양쪽 플랜지(flange)(72)는 코어 층(40) 안에 고정될 수 있다.As shown in Fig. 11 (b), both ends of the
커넥터의 설치 위치와 형상은, 본 실시 예에 국한되지 않으며, 다양하게 변경할 수 있다.The mounting position and shape of the connector are not limited to this embodiment, and can be variously changed.
또한, 커넥터(70)를 통해서 열전달이 이루어지지 않도록 커넥터(70)는 열전도율이 낮은 재질로 하는 것이 바람직하며, 커넥터(70)의 표면에 단열재가 코팅되는 것이 바람직하다.The
도 12에 도시된 바와 같이, 코어 층(40)의 내부에 경량 형상체(80)가 구비될 수 있다. 경량 형상체(80)는 탁구공(구체)과 같은 버블 코어(bubble core)일 수 있다.As shown in FIG. 12, the
경량 형상체(80)는 서로 인접하여 배치되거나 혹은 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 경량 형상체(80)의 재질은 코어 층(40)과의 긴밀한 접합을 위해서 비발포성 폴리머 재질이거나 친화성(서로 결합이나 접합이 잘되는 성질) 있는 재질로 하는 것이 바람직하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.The
코어 층(40)의 내부에 경량 형상체(80)가 형성됨으로써, 그만큼 전체 중량의 감소가 가능하여, 단열 구조재의 경량화가 가능하며, 경량 형상체(80)가 공간 안에서 조밀하게 배치됨으로써, 구조재 강성과 단열 성능을 더욱 높일 수 있다.Since the lightweight molded
한편, 도 13은 블록 단차형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(300)를 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 단열 구조재(300)를 도시한 종단면도이다.FIG. 13 is a perspective view illustrating a heat insulating
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 단열 구조재(300)는 금속재질의 하부 판(10); 하부 판(10)의 상방에 배치되며, 하부 판(10)과 일정간격을 유지하고 하부 판(10)과의 사이에 공간(S)을 형성하는 금속재질의 상부 판(20); 열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 하부 판(10)과 상부 판(20)의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부(330); 하부 판(10), 상부 판(20), 연결부(330)가 이루는 공간에 액상으로 주입 경화되는 비발포성 폴리머로 채워지는 코어 층(40)을 포함한다.13 and 14, a heat insulating
본 실시 예에서, 연결부(330)는 하부 판(10)에 고정되는 금속재질의 하부 연결부(331)와, 상부 판(20)에 고정되고 하부 연결부(331)와 단 차지게 배치되는 금속재질의 상부 연결부(332)를 구비하되, 하부 연결부(331)와 상부 연결부(332) 사이에 중간 연결부인 비금속 층(333), 예를 들어 비발포성 폴리머를 충진하여 개재하는 충진 단차 및 블록 연결형 구조로 구성될 수 있다. 이와 같이 연결부(330)는 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성될 수 있다.The
비발포성 폴리머(333)는 비발포성 폴리머 재질의 코어 층(40)의 경화과정에서 코어 층(40)과 일체로 형성될 수 있다.The
마감 부재(340)는, 상부에 금속판(341)이 형성되고 금속판(341)의 하면에는 비발포성 폴리머 블록(342)이 형성될 수 있는데, 금속판(341)은 상부 연결부(332)에 용접되거나 볼트 등의 체결방식으로 결합하거나 고정할 수 있다.A
본 실시 예에서 결합방식 또는 고정방식은 용접이나 볼트 체결방식에 국한되지 않으며, 설계 조건이나 시공방법에 따라 이외에 다른 결합방식을 채택할 수 있다.In this embodiment, the joining method or the fixing method is not limited to the welding or bolting method, and other joining methods may be adopted depending on the design conditions and construction method.
도 15 내지 도 26은 블록 단차형 구조의 연결부를 갖는 단열 구조재(300) 구성을 설명하기 위한 도면으로, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 단열 구조재(300)는 금속재질의 하부 판(10)의 상방 테두리 부분에 하부 연결부(331)를 용접 또는 볼트 체결방식 등으로 고정할 수 있다. 그 다음, 하부 판(10)의 상면에 다수의 스페이서(S1)를 적정하게 배치하여 올려놓고, 그 스페이서(S1) 위에 중간층(예를 들어, 진공단열재)(50)을 배치한다.15 to 26 are diagrams for explaining the construction of the heat insulating
이때, 스페이서(S1)에 의해서 하부 판(10)과 진공단열재(50)는 서로 간격을 유지하여 그 사이에 공간을 형성한다. 그 다음, 진공단열재(50)의 상면에 다수의 스페이서(S2)를 올려놓고, 그 스페이서(S2) 위에 상부 판(20)을 배치한다. 상부 판(20)의 테두리 부분에는 상부 연결부(332)가 마련된다.At this time, the
하부 판(10)과 상부 판(20) 사이의 공간에는 코어 층(40)을 형성하기 위하여 액상의 비발포성 폴리머를 주입 경화시키며, 하부 연결부(331)와 상부 연결부(332) 사이에도 함께 중간 연결부인 비금속 층(333), 예를 들어 비발포성 폴리머를 형성한다.The liquid non-foamable polymer is injected and cured to form the
진공단열재는 외부의 포일과, 내부 충진 물질(흄드 실리카 또는 글라스 울 등)로 구성될 수 있으며, 공기/가스가 유입되지 않도록 진공을 유지하도록 구성된다. 특히, 흄드 실리카는 모래 입자와 비슷하므로 불연재로 구성되며 글라스 울 등도 내화재로 사용 가능한 재질이다.The vacuum insulation may be composed of an outer foil and an inner filling material (such as fumed silica or glass wool) and is configured to maintain a vacuum to prevent air / gas from entering. In particular, fumed silica is composed of nonflammable materials because it is similar to sand particles, and glass wool is also a material that can be used as a refractory material.
본 발명의 단열 구조재(300)는 서브 구조물(1: 도 19 참조) 위에 설치되고 서로 근접하여 배치되는 블록 단차형 구조로 구성되며, 서로 인접하는 단열 구조재(300) 사이에 마감 부재(340,350)가 고정 설치된다.The heat insulating
마감 부재(340,350)는, 상부에 금속판(341)이 형성되고 금속판(341)의 하면에는 비발포성 폴리머 블록(342)이 단 차지게 형성될 수 있다. 금속판(341)은 상부 판(20)과 동일 두께를 갖도록 하여 상면이 편평하게 하는 것이 바람직하다. 도면에 도시하지 않았으나, 비발포성 폴리머 블록(342)은 블록형태가 아니라 액상의 비발포성 폴리머를 주입 경화시켜서 제작할 수도 있다. 즉, 금속판(341) 하부에 형성된 공간 안에 액상의 비발포성 폴리머를 주입 경화시키는 방식으로 시공할 수 있다.The
본 실시 예에서, 마감 부재(340,350)는 단열 구조재 4개가 모이는 꼭지점 부근에 설치되는 십자형 마감 부재(340)(도 22, 23, 24 참조); 및 단열 구조재 2개가 근접하는 모서리 부근에 설치되는 일자형 마감 부재(350)(도 25 참조)로 구성될 수 있다.In this embodiment, the
본 실시 예에서, 서브 구조물(1)이란 선박의 화물창이거나 독립형 탱크 본체의 일부이거나 건축 구조물 등의 베이스 프레임이나 플레이트를 포함한다. 아울러, 서브 구조물(1)의 형태나 구성은 본 발명의 일 예를 설명하기 위한 것이고, 이에 국한되는 것은 아니다.In the present embodiment, the
본 발명의 단열 구조재 조립체는 구조재 기능과 단열 기능을 동시에 수행해야 하는 분야, 예를 들어 선박의 화물창의 단열시스템이나 냉동창고, 또는 건축 구조물 등에서 다양하게 적용할 수 있다.The heat insulating structural member assembly of the present invention can be applied in various fields such as an insulation system of a cargo hold of a ship, a freezing warehouse, a building structure, or the like in which a structural member function and an insulation function must be simultaneously performed.
단열 구조재(300)의 시공방법을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 서브 구조물(1) 위에 단열 구조재(300)가 인접하도록 배치된 후, 볼트 홀(331a) 안에 볼트(B)를 체결하여 단열 구조재(300)를 견고하게 고정한다. 이때, 하부 판(10)과 하부 판(10) 사이에는 틈새가 발생하고 그 틈새에 실란트(2)를 채운다(도 22 참조). 그리고 단열 구조재(300) 사이에 마감 부재(340, 350)를 고정 설치하도록 한다. 마감 부재의 금속판(341)은 상부 연결부(332)에 볼트 체결되거나 용접 등으로 고정설치될 수 있다.The insulating
도면에 도시하지는 않았으나, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 단열 구조재(300) 구성에도 본 발명의 제1 실시 예에 개시된 중간층, 커넥터, 경량 형상체를 모두 포함할 수 있다.Although not shown in the drawing, the construction of the heat insulating
한편, 도 27은 충진 단차형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(400) 제조를 설명하기 위한 도면이고, 도 28은 충진 단차형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(400)를 도시한 종단면도이다.FIG. 27 is a view for explaining the manufacture of the heat insulating
도 27 및 도 28을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 단열 구조재(400)는, 하부 판(10)의 상면 테두리 부분에 하부 연결부(431)가 형성되고, 하부 판(10)의 상면에 하부 스페이서(S1)를 설치하며, 하부 스페이서(S1)에 의해 하부 판(10)과 일정간격을 유지하여 중간층(50)을 거치한다.27 and 28, the heat insulating
중간층(50)의 상면에 상부 스페이서(S2)를 설치하고, 상부 스페이서(S2)에 의해 중간층(50)과 일정간격을 유지하며, 상부 판(20)의 하면 테두리 부분에 상부 연결부(432)가 형성된다. An upper spacer S2 is provided on the upper surface of the
임시 차단 부재(170)를 이용하여 하부 연결부(431)와 상부 연결부(432) 틈새를 차단하고, 천공(액상의 비발포성 폴리머를 주입하기 위한 홀: 미도시)을 통해서 하부 판(10)과 상부 판(20) 사이에 형성된 상부 공간 안에 액상의 비발포성 폴리머를 주입하고 경화시켜서 코어 층(40)을 형성하도록 한다. 임시 차단 부재(170)는 액상의 폴리우레탄이 잘 묻지 않는 재질, 예를 들어 테프론 재질로 하는 것이 바람직하다.The gap between the lower connecting
이때, 하부 연결부(431)와 상부 연결부(432) 사이에도 중간 연결부인 비금속 층(433), 예를 들어 비발포성 폴리머를 형성하도록 한다. 이와 같이 연결부(430)는 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성될 수 있다.At this time, a
충진 단차형 구조의 연결부(430)를 적용한 단열 구조재(400)에서는, 액상의 비발포성 폴리머를 주입하고 경화시켜서 코어 층(40)을 형성하는 과정에서, 하부 연결부(431)와 상부 연결부(432) 사이에 비금속 층(433)을 형성하되, 코어 층(40)과 비금속 층(433)을 일체로 함께 형성하는 것이다. The
이와 같이 코어 층(40)과 함께 비금속 층(433)을 함께 형성함으로써, 열교 현상을 최소화하고 단열성능과 구조재 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.By forming the
단열 구조재 사이에는 마감 부재(440)가 마감될 수 있으며, 마감 부재(440)의 결합 구조에 있어서, 도 28의 (a)에 도시된 바와 같이, 마감 부재(440)의 금속판(441)은 상부 연결부(432)에 용접될 수 있다.28 (a), the
도 28의 (b)에 도시된 바와 같이, 마감 부재(440)의 금속판(441)은 상부 연결부(432)에 볼트(B)로 체결할 수 있다.The
본 실시 예에서 결합방식 또는 고정방식은 용접이나 볼트 체결방식에 국한되지 않으며, 설계 조건이나 시공방법에 따라 이외에 다른 결합방식을 채택할 수 있다.In this embodiment, the joining method or the fixing method is not limited to the welding or bolting method, and other joining methods may be adopted depending on the design conditions and construction method.
또한, 도 29 및 도 30은 충진 마감형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(500)를 도시한 종단면도이다.29 and 30 are vertical cross-sectional views showing a heat insulating
도 29 및 도 30을 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 단열 구조재(500)는 금속재질의 하부 판(10); 하부 판(10)의 상방에 배치되며, 하부 판(10)과 일정간격을 유지하고 하부 판(10)과의 사이에 공간(S)을 형성하는 금속재질의 상부 판(20); 열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 하부 판(10)과 상부 판(20)의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부(530); 하부 판(10), 상부 판(20), 연결부(530)가 이루는 공간에 액상으로 주입 경화되는 비발포성 폴리머로 채워지는 코어 층(40);을 포함한다.29 and 30, a heat insulating
연결부(530)는 상부 판(20)에 탈착 가능하게 결합하고, 상부 연결부(532)와 하부 연결부(531) 사이의 공간 안에 액상의 비발포성 폴리머를 주입 경화시켜서 중간 연결부인 비금속 층(533), 예를 들어 비발포성 폴리머를 코어 층(40)과 일체로 형성하고, 서로 인접하는 단열 구조재(500)를 서로 연결하는 충진 마감형 구조로 구성될 수 있다. 이와 같이 연결부(530)는 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성될 수 있다.The connecting
다시 말해서, 코어 층(40)의 결합 홈(41)에 상부 연결부(532)의 양단부를 삽입하여 결합하고, 상부 연결부(532)와 하부 연결부(531) 사이의 공간 안에 액상의 비발포성 폴리머를 주입 경화시키는 방법으로 단열 구조재(500)를 제조할 수 있다. 하부 연결부(531) 사이에는 글라스 울과 같은 충진재(2)가 구비될 수 있다. In other words, both ends of the
액상의 비발포성 폴리머를 주입 경화과정에서, 상부 연결부(532)와 하부 연결부(531) 사이의 공간 안에 기밀하게 접합하며, 코어 층(40)과 비금속 층(533)이 일체로 접합함으로써, 열교 현상을 효과적으로 방지하고 단열 성능과 구조재 성능을 더욱 높일 수 있음은 물론 시공작업을 단순화하여 생산성을 높일 수 있다.The liquid non-foamable polymer is airtightly joined in the space between the
또한, 도 31은 볼트 체결형의 단열 구조재를 도시한 사시도이고, 도 32는 볼트 체결형의 단열 구조재를 도시한 종단면도이다.FIG. 31 is a perspective view showing a heat insulating structural member of a bolt fastening type, and FIG. 32 is a longitudinal sectional view showing a bolt fastening type heat insulating structural member.
도 31 및 도 32를 참조하면, 본 발명의 제6 실시 예에 따른 단열 구조재(600)는 금속재질의 하부 판(10); 하부 판(10)의 상방에 배치되며, 하부 판(10)과 일정간격을 유지하고 하부 판(10)과의 사이에 공간(S)을 형성하는 금속재질의 상부 판(20); 열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 하부 판(10)과 상부 판(20)의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부(630); 하부 판(10), 상부 판(20), 연결부(630)가 이루는 공간에 액상으로 주입 경화되는 비발포성 폴리머로 채워지는 코어 층(40);을 포함한다. 31 and 32, a heat insulating
본 실시 예의 연결부(630)에서, 하부 판(10)과 상부 판(20)의 테두리 부에는 하부 판(10)과 상부 판(20)을 상하로 관통하는 체결 공(H)이 다수 형성되고, 서브 구조물(1)에 시공될 수 있도록 연결부(630)가 체결 공(H) 안에 결합하도록 구성될 수 있다. 즉, 체결 공(H) 안에 볼트(631)가 삽입되고, 볼트(631)의 끝단에 너트(632)가 체결되어 단열 구조재(600)가 서브 구조물(1)에 고정되는 것이다.A plurality of fastening holes H penetrating the
한편, 본 실시 예에서, 진공단열재가 구조재로서의 기능을 충분히 수행하기 위하여, 코어 층(40)(비발포성 폴리머 재질)과 그를 둘러싸는 금속판(상 하부 판 또는 연결부) 내면과의 접합(접착)강도를 3MPa 내지 15MPa인 것을 특징으로 한다.In the present embodiment, the bonding strength (adhesion) between the core layer 40 (non-expandable polymer material) and the inner surface of the metal plate (upper or lower plate or connection portion) surrounding the
코어 층(40)의 접합 강도를 한정하고 있는 것은, 비발포성 폴리머 단열 구조재가 구조재로서의 역할을 수행하기 위하여 코어 층(40)을 둘러싸는 금속박스(상하부 판과 연결부가 이루는 박스)와 일체로 형성되어서 구조재로서의 역할을 수행하기 위해서이다.The bonding strength of the
상기와 같은 접합강도로 금속박스와 코어 층(40)이 접합(접착) 되어야 상당한 복합 하중을 받는 선박의 주요 부재에 쓰일 수 있는 구조재로서의 기능이 구현될 수 있다.The metal box and the
즉, 비발포성 폴리머의 코어 층(40)과 금속박스의 접착력에 의한 구조재의 기능을 구현하기 위하여, 비발포성 폴리머 재질의 코어 층(40)과 상 하부 판(20,10) 및 연결부가 기밀하게 접합 됨으로써, 코어 층(40)과 진공단열재(50)가 일체가 되어서 여러 복합 하중에 대하여 단일 구성체와 유사하게 대응할 수 있도록 하고 있다. That is, in order to realize the function of the structural member by the adhesive force between the
한편, 도 33 및 도 34는 하부 판 1개 위에 상부 판 여러 개가 배치되어 격자구조로 구성되는 오버레이 타입(overlay type)을 도시한 도면이다.33 and 34 are views showing an overlay type in which a plurality of top plates are arranged on one lower plate to have a lattice structure.
이하에서는 오버레이 타입의 단열 구조재를 일 예로서 설명하되, 도면에 국한되지 않으며, 전술한 바와 같이 패널타입과 같이 동일하게 적용할 수 있다.Hereinafter, an overlay type heat insulating structural member will be described as an example, but the present invention is not limited to the drawings, and the same can be applied to the panel type as described above.
우선, 도 33은 본 발명의 제7실시 예에 따른 단열 구조재(700)를 도시한 종단면도로서, 하부 판(10) 1개 위에 상부 판(20) 여러 개가 배치되어 다수의 격자구조로 구성하여, 액상의 비발포성 폴리머를 나누어 주입하여 시공해야 하는 경우에 사용할 수 있다.33 is a longitudinal sectional view showing a heat insulating
하나의 하부 금속 판(10) 위에 여러 개의 구성부품을 적층 하는 방식으로, 금속의 하부 판(10)과 금속의 상부 판(20) 끝단 부에 금속 층(731,732)과 비금속 층(733)의 혼합체를 갖는 연결부(730)가 설치되고, 하부 판(10)과 상부 판(20) 사이에 코어 층(40)이 형성될 수 있다.A mixture of the metal layers 731 and 732 and the
코어 층(40) 내부에는 중간층(50), 예를 들어 진공단열재를 구비할 수 있다.The
하부 스페이서(S1) 및 상부 스페이서(S2)는 중간층(50)을 지지하고 하부 판(10) 및 상부 판(20)과의 간격을 일정하게 유지하는 역할을 한다.The lower spacer S1 and the upper spacer S2 serve to support the
도 34는 본 발명의 제8실시 예에 따른 단열 구조재(800)를 도시한 종단면도로서, 단열 구조재(800)는, 하부 판(10)의 상면 테두리 부분에 하부 연결부(831)가 형성되고, 하부 판(10)의 상면에 하부 스페이서(S1)를 설치하며, 하부 스페이서(S1)에 의해 하부 판(10)과 일정간격을 유지하여 중간층(50)을 거치한다.34 is a longitudinal sectional view showing a heat insulating
중간층(50)의 상면에 상부 스페이서(S2)를 설치하고, 상부 스페이서(S2)에 의해 중간층(50)과 일정간격을 유지하며, 상부 판(20)의 하면 테두리 부분에 상부 연결부(832)가 형성된다.An upper spacer S2 is provided on the upper surface of the
하부 연결부(831)와 상부 연결부(832) 틈새를 차단하고, 천공(액상의 비발포성 폴리머를 주입하기 위한 홀: 미도시)을 통해서 하부 판(10)과 상부 판(20) 사이에 형성된 공간 안에 액상의 비발포성 폴리머를 주입하고 경화시켜서 코어 층(40)을 형성하도록 한다. 이때, 하부 연결부(831)와 상부 연결부(832) 사이에도 중간 연결부인 비금속 층(833), 예를 들어 비발포성 폴리머를 형성하도록 한다. 이와 같이 연결부(830)는 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성될 수 있다. The gap between the
액상의 비발포성 폴리머를 주입하고 경화시켜서 코어 층(40)을 형성하는 과정에서, 하부 연결부(831)와 상부 연결부(832) 사이에 중간 연결부인 비금속 층, 예를 들어 비발포성 폴리머(833)를 형성하되, 코어 층(40)과 비금속 층(833)을 일체로 형성함으로써, 열교 현상을 최소화하고 단열성능과 구조재 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.A
단열 구조재 사이에는 마감 부재(840)가 마감될 수 있으며, 마감 부재(840)의 금속판(441)은 상부 연결부(432)에 볼트(B)로 체결할 수 있다.The closing
한편, 도 35는 본 발명의 제9 실시 예에 따른 단열 구조재를 도시한 종단면도이다.35 is a longitudinal sectional view showing a heat insulating structural member according to a ninth embodiment of the present invention.
도 35에 도시된 바와 같이, 선박의 안전성을 승인하는 선급기관에 따라, 액화가스와 접하는 판, 예를 들어 상부 판(20)에 균열이 생겨서 가스가 점선 화살표와 같이 흐르게 되는 경우, 가스 누출을 확인할 수 있도록 검출장치(미도시)의 설치가 필요할 수 있는바, 기존 LPG 및 LNG 멤브레인 방식은 단열박스 사이의 틈 사이에 배관을 연결하여 불활성 가스(예: N2)를 순환시키고, 검출장치의 가스 회수 부에서 불활성 가스의 농도를 검출함으로써, 가스 누출 여부를 확인한다.As shown in FIG. 35, when cracks are generated in the plate, for example, the
그에 비해서, 본 실시 예에서는 상부 판(20)에 균열이 생겨서 가스가 화살표와 같이 흐르게 되는 경우, 코어 층(40)이 구조상 내부에 빈틈이 없으므로 중간 연결부인 비금속 층(833) 안에 불활성 가스 순환배관(840)을 삽입하고, 그 불활성 가스 순환배관(840)에는 가스튜브(850)를 연결하되, 가스튜브(850)를 균열이 생길 수 있는 구역까지 연장하도록 구성할 수 있다.In the present embodiment, when the
누출가스가 가스튜브(850) 안으로 유입하도록 중간층(50)과 상부 연결부(832) 사이에 배치할 수 있다. 불활성 가스 순환배관(840)을 통해서 불활성 가스를 순환시키고, 도시하지 않은 검출장치의 가스 회수 부에서 불활성 가스의 농도를 확인함으로써, 가스 누출 여부를 용이하게 확인할 수 있는 장점이 있다. 여기서, 검출장치는 공지기술에 해당하므로 이에 대한 도면은 생략한다.It may be disposed between the
더 나아가, 가스튜브(850) 끝단에는 메쉬(mesh)나 필터(860)를 구성하여 코어 층(40) 형성과정에서 액상의 비발포성 폴리우레탄이 가스튜브(850) 안으로 유입되지 않도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that a mesh or a
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects.
1) 가벼우면서도 매우 강한 구조적 기능을 가진다. 즉, 상 하부의 금속 판과 코어 층으로 형성된 효과적인 복합 라미네이트 구조재로서의 기능을 가진다.1) It has a light but very strong structural function. That is, it has the function as an effective composite laminate structure formed of the upper and lower metal plates and the core layer.
상, 하부에 배치된 금속판이 구조 전체에 걸리는 엄청난 in-plane 스트레스를 견딜 수 있고, 단열 구조재 내부의 코어 층 중 하나인 비발포성 폴리머의 역할로 인해서 구조 전체의 복합 단일 거동이 가능하며, 코어 층의 두께만큼 이격된 구조 때문에 단면 계수도 증가하므로, 매우 효과적인 구조재로서의 기능을 가진다.It is possible to withstand the enormous in-plane stress that the metal plate disposed on the upper and lower sides can withstand the whole structure and to perform the composite single behavior of the entire structure owing to the role of the non-expandable polymer, which is one of the core layers in the heat insulating structural material. So that the sectional modulus also increases, so that it has a very effective function as a structural member.
또한, 비발포성 폴리머는 충격에 강한 특성을 지니므로, 본 발명의 단열 구조재는 외부 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다. In addition, since the non-expandable polymer has a shock-resistant property, the heat insulating structural material of the present invention can effectively absorb an external impact.
2) 상하 연결부의 중간에 비금속 층, 예를 들어 비발포성 폴리머(중간 연결부)를 형성함으로써, 열교 현상을 효과적으로 차단할 수 있음은 물론, 코어 층을 형성하기 위한 액상의 비발포성 폴리머 충진 경화과정에서, 비발포성 폴리머 재질의 코어 층과 중간 연결부인 비금속 층을 일체로 형성함과 아울러, 기밀성과 접합성을 향상시켜서 구조적 강성은 물론 단열성능을 충분히 확보할 수 있다. 2) By forming a nonmetallic layer, for example, a non-foamable polymer (intermediate connection part) in the middle of the upper and lower connection parts, it is possible to effectively block the thermal crosslinking phenomenon and, in the process of filling the non-expandable polymer liquid, A core layer made of a non-foamable polymer material and a nonmetal layer serving as an intermediate connecting portion are integrally formed, and the airtightness and the bonding property are improved, so that the structural rigidity as well as the heat insulating performance can be sufficiently secured.
특히, 코어 층의 내부에는 진공단열재를 포함하는 중간층을 형성할 수 있는 데, 코어 층이 박스공간 안에 기밀 접착하고 진공단열재 주위를 균일하게 둘러 감싸는 구조로 형성되는바, 코어 층이 기밀 또는 액밀하게 접합하여 구조적 강성을 더욱 견고하게 유지하도록 한다.Particularly, an intermediate layer including a vacuum insulating material can be formed inside the core layer. The core layer is formed in a structure in which the core layer is hermetically bonded in the box space and is wrapped around the vacuum insulation material uniformly. So that the structural rigidity is maintained more firmly.
본 발명의 단열 구조재에서, 상부 구조는 극저온 액화가스의 누출을 막을 수 있는 금속재로 덮인 기밀구조이며, 긴밀한 접합 구조에 의해서 구조적 성능이 매우 뛰어나다. 이와 같이 긴밀한 접합 구조에 의해서, 구조적 성능이 뛰어나게 됨은 물론, 비발포성 폴리머 중 비발포성 폴리우레탄을 사용할 경우, 코어 층이 약 900㎏/㎥의 밀도를 가지며, 200㎫보다 큰 탄성계수와, 기밀 접합구조로 진공단열재의 주위를 감싸 보호하므로, 진공단열재에서 가스출입이 발생하지 않게 되어, 장기간 사용시에도 단열 성능 저하 없이 단열 성능을 그대로 유지할 수 있다.In the heat insulating structural member of the present invention, the upper structure is an airtight structure covered with a metal material that can prevent leakage of the cryogenic liquefied gas, and the structural performance is very excellent due to the tight bonding structure. When the non-expandable polyurethane is used as the non-expandable polymer, the core layer has a density of about 900 kg / m < 3 >, an elastic modulus larger than 200 MPa, It is possible to maintain the heat insulation performance without deteriorating the heat insulation performance even when using for a long period of time because the vacuum insulator is wrapped around the periphery of the vacuum insulation material.
더 나아가, 비금속 층(중간 연결부)의 내부에 단열재를 더 내장하여 열교 현상을 더욱 효과적으로 차단할 수도 있다.Furthermore, it is possible to further insulate the heat bridging phenomenon by further inserting a heat insulating material inside the nonmetal layer (intermediate connecting portion).
3) 저장탱크의 구조적인 움직임이나 하중이 매우 클 경우, 본 발명의 단열 구조재의 커넥터의 연결 구조에 의해서, 극저온 탱크용 단열 구조재에 걸리는 스트레스가 분산됨은 물론 구조적 성능이 월등히 향상될 수 있다.3) When the structural movement or load of the storage tank is very large, the connection structure of the connector of the insulating material of the present invention can significantly improve the structural performance as well as the stress applied to the thermal insulating material for the cryogenic tank.
즉, 커넥터의 연결구조에 의해서, 극저온 탱크용 단열 구조재에 걸리는 하중이 분산됨은 물론, 하중에 대하여 금속박스 및 코어 층과 중간층 모두가 동일하게 거동하므로, 구조적 성능이 월등히 향상되고 박리현상도 효과적으로 방지할 수 있으며, 국부 좌굴 현상 측면에서도 구조적인 성능을 월등히 향상시킬 수 있다. 통상적으로 발포성 폴리머는 내부의 기포 등으로 인해서 수 ㎪의 접합 강도를 가지는 데 비해서, 비발포성 폴리머의 접합강도는 수 ㎫까지 가능하므로, 작은 면적의 커넥터로도 엄청난 박리 현상 방지 효과가 있다.In other words, the connection structure of the connector not only disperses the load applied to the heat insulating structural material for the cryogenic tank, but also acts on the metal box and the core layer and the intermediate layer in the same manner with respect to the load. Thus, the structural performance is significantly improved and the peeling phenomenon is effectively prevented And the structural performance can be significantly improved even in the local buckling phenomenon. Generally, the foamable polymer has a bonding strength of several tens of microns due to internal bubbles and the like, but the bonding strength of the non-foamable polymer can be up to several MPa, so that even a connector having a small area has a great effect of preventing peeling.
4) 본 발명의 단열 구조재에서, 커넥터는 액상의 비발포성 폴리머 주입 전에 배치될 수 있는데, 코어 층의 액상의 비발포성 폴리머가 경화되면서 커넥터의 표면 전체에 걸쳐서 접합하므로, 커넥터는 자연스럽게 코어 층과 기밀하게 접합하게 되고, 쇄기 형상 등을 가질 수 있으며, 평면상 보이는 면적의 최소 2~3배 이상 접합 면적이 증가하여 코어 층을 구조적으로 견고하게 잡아주는 구조가 형성되고, 내구성과 결합성이 월등히 향상된다.4) In the heat insulating structural member of the present invention, the connector may be disposed before the liquid non-foamable polymer is injected. Since the liquid non-foamable polymer of the core layer is cured and bonded over the entire surface of the connector, And can have a wedge shape and the like, and the bonding area is increased by at least 2 to 3 times as much as the planar visible area, thereby forming a structure that holds the core layer structurally firmly, and the durability and bonding property are remarkably improved do.
5) 본 발명의 단열 구조재가 적용된 LPG 또는 LNG 운반선 화물창은, 독립 탱크 삽입 방식이 아니라 선체에 직접 시공하는 방식이기 때문에, 기존의 독립 탱크와 선체 사이에 발생하는 엄청난 사각공간을 없앨 수 있어 공간 효율이 대폭 증가한다.5) Since the LPG or LNG carrier cargo hold adopting the insulation material of the present invention is a method of directly installing on the hull rather than the independent tank insertion method, it is possible to eliminate a huge square space generated between the existing independent tank and the hull, .
본 실시 예에서는, 사각공간이 없어지고 기존의 발포성 폴리머 시공 두께(약, 120mm)와 단열 보호재의 시공두께가 얇아지면서 엄청난 추가 탱크 공간 확보가 가능하다.In this embodiment, there is no square space, and the thickness of the conventional foamed polymer construction (about 120 mm) and the thickness of the insulation protection material are thinned, thereby enabling a great additional tank space.
기존의 선형을 유지하는 경우는 화물창 용적이 약 20~25% 증가하거나, 기존의 화물창 크기(DWT 84K)를 유지하는 경우는 선체의 전체 사이즈(폭, 길이, 높이 등)가 대폭 감소하기 때문에 약 5~10% 정도의 선박의 경량화 및 선형 계수 감소로 인해서 10~20% 이상의 연료 소비량 감소 효과도 기대할 수 있다.In the case of maintaining the existing linearity, the overall size (width, length, height, etc.) of the hull is greatly reduced when the hold volume increases by about 20 ~ 25% or the existing hold size (DWT 84K) It can be expected to reduce the fuel consumption by 10 ~ 20% due to the weight reduction of ships and linearity factor of 5 ~ 10%.
6) 본 발명의 단열 구조재가 적용된 LPG 또는 LNG 운반선 화물창 제작시 화재 위험을 근본적으로 해결할 수 있다.6) Fire hazard can be fundamentally solved in the production of an LPG or LNG carrier cargo hold with the insulation material of the present invention.
비발포성 폴리머 재질은 발포성 폴리머 재질에 비해서 월등히 내화 및 방화 성능이 우수하며, 특히 폴리머 자체가 박스공간(상, 하부 판과 연결부에 의해 형성된 내부 공간)안에 밀봉되기 때문에 직접적인 화기와의 노출이 원천 차단된다.The non-foamable polymer material is superior to the foamable polymer material in terms of fire resistance and fire resistance. In particular, since the polymer itself is sealed in the box space (the inner space formed by the upper and lower plates and connection portions) do.
7) 본 발명의 단열 구조재는 내화 성능 또한 매우 우수하다. 즉, 별도의 내화용 도료나 단열재가 없이도 상당한 자체 내화 성능을 가지게 된다.7) The heat insulating structural material of the present invention is also excellent in fire resistance. That is, it has a considerable self-refractory performance even without a separate fireproof coating or heat insulating material.
밀폐된 금속 박스 내에 주입된 비발포성 폴리머는 기밀한 구조로 인해서 고온에 장시간 노출되어도 표면에 국부적인 탄화 현상이 발생하는 정도이다. 하지만, 비발포성 폴리머의 열전도율이 높아서, 별도의 내화용 도료나 단열재 없이, 반대편 온도를 통상적인 내화 성능 기준인 약 110~180℃가량으로 유지하는 것이 어렵다. The non-foamable polymer injected into the closed metal box is of such a degree that localized carbonization occurs on the surface even when exposed to high temperature for a long time due to the airtight structure. However, since the non-foamable polymer has a high thermal conductivity, it is difficult to maintain the opposite temperature at about 110 to 180 DEG C, which is a standard fire resistance performance standard, without a separate refractory coating or heat insulating material.
본 발명에 따르면, 진공단열재의 피복이 고온에 의해 변형 또는 파손되더라도 비발포성 폴리머의 코어 층이 기밀하게 진공단열재를 보호하고 있으므로, 진공단열재의 단열 성능이 유지된다. According to the present invention, even if the covering of the vacuum insulating material is deformed or broken by high temperature, the core layer of the non-expandable polymer hermetically protects the vacuum insulating material, so that the heat insulating performance of the vacuum insulating material is maintained.
따라서, 반대편 온도도 상당 시간 내화 성능 기준치 내로 만족하게 되므로, 별도의 내화용 도료나 단열재 없이도 상당한 자체 내화 성능을 가지게 된다. Therefore, since the opposite temperature is satisfied within the reference value of the refractory performance for a considerable time, it has a considerable self-refractory performance even without a separate refractory coating or heat insulating material.
8) 본 발명의 단열 구조재는 진동, 소음 저감 측면에서도 매우 유용하다. 코어 층이 금속이나 콘크리트보다 유연한 물질로 구성되어 있기 때문에 상당한 댐핑 효과를 가지게 된다.8) The heat insulating structural material of the present invention is very useful in terms of vibration and noise reduction. Since the core layer is composed of a material that is more flexible than metal or concrete, it has a considerable damping effect.
또한, 진공단열재 내부의 진공 구조는 진동 및 소음 저감 측면에서도 월등하다. In addition, the vacuum structure inside the vacuum insulation material is superior in vibration and noise reduction.
상기 7) 및 8)은 선박의 거주구역이나 건축물의 벽체 및 바닥재로 사용될 경우, 시공성, 공간 활용 및 거주성 증진 측면에서 월등히 우수한 효과를 갖는다.The above 7) and 8) have remarkably excellent effects in terms of workability, space utilization, and habitability when used as a wall or floor material of a residence area or a building of a ship.
9) 본 발명의 단열 구조재가 적용된 LPG 또는 LNG 운반선 화물창 구조의 단순화로 막대한 제작 시수 및 재료비 감소가 가능하다.9) The simplification of the structure of the LPG or LNG carrier cargo hold employing the insulating material of the present invention makes it possible to reduce the production cost and material cost enormously.
기존의 독립 탱크 삽입 방식의 경우는, 독립 탱크 자체도 상당한 구조 시공이 요구되고 독립 탱크를 지탱하는 선체도 막대한 구조 시공이 요구되나, 본 발명의 경우는 하나의 선체구조를 사용하기 때문에, 즉 사이드 셀(외판, side shell)에 인너 헐(inner hull)을 설치하는 대신에 단열 구조재를 직접 사이드 셀 등에 시공하는 단순 구조로 인해서 막대한 제작비 감소 효과가 있다.In the case of the conventional independent tank inserting method, the independent tank itself is required to have a considerable structure construction, and the ship structure supporting the independent tank is required to have a huge construction. However, in the present invention, since one hull structure is used, Instead of providing an inner hull in the cell (shell), a simple structure in which the heat insulating structural material is directly applied to the side cell or the like has a great effect of reducing the production cost.
10) 본 발명의 단열 구조재가 적용된 LPG 운반선 화물창 제작시, 특수 저온 철판 사용량이 감소하여 제작비용이 대폭 절감된다.10) In the case of manufacturing the LPG carrier cargo hold using the heat insulating structural material of the present invention, the use of the special low-temperature steel plate is reduced, and the manufacturing cost is greatly reduced.
LPG 탱크 온도는 통상 영하 50℃~55℃ 정도로 유지되므로, 일반 철판보다 가격이 높은 특수 저온강을 사용하여 독립 탱크 전체를 제작해야 한다. Since the LPG tank temperature is normally maintained at minus 50 ° C to 55 ° C, the entire independent tank must be manufactured using a special low-temperature steel that is higher than ordinary steel plates.
본 발명의 경우는, 액화가스와 접촉하는 상부 판은 특수 저온 강을 사용하여야 하지만, 액화가스와 접촉하지 않는 하부 판은 일반 철판을 사용할 수 있는 구조이기 때문에 고가의 특수 저온강의 사용량이 약 반으로 감소하고, 두께에 있어 종래 독립 탱크 구조 두께가 12T일 경우, 본 발명의 경우는, 특수 저온용 철판 6T 및 일반 철판 6T만 소요되므로, 제작비용이 대폭 절감된다.In the case of the present invention, a special low-temperature steel should be used for the top plate in contact with the liquefied gas. However, since the bottom plate not in contact with the liquefied gas can use a general steel plate, In the case of the present invention, only the special low-temperature steel plate 6T and the general steel plate 6T are required when the thickness of the conventional independent tank structure is 12T in thickness.
11) LNG 또는 LPG 운반선 화물창의 전체 제작 기간이 단축된다.11) The entire production period of LNG or LPG cargo holds is shortened.
종래 독립 탱크 삽입 방식의 경우는, 많은 인원을 투입하여 여러 까다로운 공정들을 거쳐야 하고, 운송 및 탑재 측면에서도 어려운 작업이 많기 때문에 많은 시간이 소요된다. 하지만, 본 발명은 시공 방법을 혁신적으로 개선하기 때문에 전체 제작 기간이 크게 단축될 수 있다.In the case of the conventional independent tank inserting method, it takes a long time because a lot of personnel are required to go through many difficult processes and there are many difficult operations in terms of transportation and mounting. However, since the present invention innovatively improves the construction method, the entire production period can be greatly shortened.
12) 극저온 액화가스와 직접 접촉하는 금속재의 상부 판과 코어 층 사이에 진공단열재를 기본으로 설치하고, 그 진공단열재에 진공단열재 표면 보호재, 보강 단열재, 슬립재 등을 추가로 배치하여서, 극저온을 차단하여 단열 구조재 내부 온도를 코어 층의 허용온도(약 -30℃∼-70℃) 내지는 그 이상으로 유지함으로써, 극저온 취성 파괴 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.12) A vacuum insulation material is installed between the upper plate and the core layer of the metal material in direct contact with the cryogenic liquefied gas, and the vacuum insulation material is further provided with a vacuum insulation material surface protection material, a reinforcing insulation material, a slip material, The brittle fracture phenomenon at extremely low temperatures can be effectively prevented by keeping the internal temperature of the heat insulating structure at the allowable temperature (about -30 캜 to -70 캜) or more of the core layer.
13) 극저온 액화가스와 직접 접촉하는 금속재질의 상부 판과 비발포성 폴리머 재질의 코어 층 사이에 중간층을 설치하되, 그 중간층은 진공단열재를 기본으로 하고, 그 위에 슬립재 등을 추가로 배치하여, 상부 판과 중간층 사이에 슬립(slip) 현상을 유도함으로써, 상부 판과 코어 층의 열 팽창 계수 차이 때문에 발생하는 써멀 스트레스를 대폭 줄이거나 써멀 스트레스가 단열 구조재 내부로 전달되는 것을 효과적으로 차단하여 열 변형 및 용접부위 파손을 효과적으로 방지할 수 있다. 13) An intermediate layer is provided between a top plate made of a metal material and a core layer made of a non-foamable polymer material, which are in direct contact with the cryogenic liquefied gas. The intermediate layer is made of a vacuum insulation material, By inducing a slip phenomenon between the top plate and the middle layer, the thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the top plate and the core layer is significantly reduced or the thermal stress is effectively prevented from being transferred to the inside of the heat insulating structure, It is possible to effectively prevent breakage of the welded portion.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.
예를 들어, 본 발명의 극저온 탱크용 단열 구조재에서는 액화가스 화물창 단열시스템 이외에 건축물의 단열 구조재, 지붕, 단열 창고 등에도 적용될 수 있다. 지붕구조는 일반적인 건축물 기준 열손실의 약 40%가 발생하는 구역으로서 단열공사가 매우 중요하다. 지붕의 특성상 방수 공사도 중요하며, 눈/비/바람과 같은 하중에 견디기 위해서 견고한 구조로 제작된다. 실제로, 이를 위해서 여러 가지 번거로운 피복, 단열, 방수 및 구조체 제작 작업이 요구된다. 하지만, 본 발명의 단열 구조재가 적용될 경우, 한 번의 시공으로 구조, 단열 및 방수공사를 마감할 수 있기 때문에 상당한 자재비 감소와 노무비 감소 효과를 기대할 수 있다.For example, the heat insulating structural material for a cryogenic tank of the present invention can be applied to a heat insulating structural material, a roof, a thermal insulation warehouse, and the like of a building in addition to a liquefied gas hold space insulation system. The roof structure is the area where about 40% of the standard building heat loss occurs, and insulation is very important. Due to the nature of the roof, waterproofing is also important, and it is built to withstand heavy loads such as snow, rain, and wind. In practice, this requires a variety of cumbersome coatings, insulation, waterproofing and construction work. However, when the heat insulating structural member of the present invention is applied, since the construction, insulation and waterproofing work can be completed by one construction, considerable material cost reduction and labor cost reduction effect can be expected.
또한, 본 발명의 단열 구조재는 선박의 벙커 탱크(Bunker Tank)에도 적용될 수 있다. 온도유지가 중요한 중연료유 탱크 및 화학 운반선의 각종 액체 화물 탱크 구조선박의 연료로 사용되는 중연료유(HFO)는 상온에서 점도가 매우 높기 때문에 중 연료유의 온도를 높여 유동성을 원활히 하는 장치가 필요하다.The insulating material of the present invention can also be applied to a bunker tank of a ship. (HFO) which is used as a fuel for ship is very high viscosity at room temperature. Therefore, it is necessary to increase the temperature of medium fuel oil to improve the fluidity of the fuel oil tank. Do.
이러한 목적으로 중연료유 탱크 내에 각종 히팅(heating) 장비를 설치하며, 그 결과 탱크 내부의 온도는 약 100℃ 정도까지 올라갈 수 있다. For this purpose, a variety of heating equipment is installed in the fuel oil tank, and as a result, the temperature inside the tank can be increased to about 100 ° C.
본 발명의 극저온 탱크용 단열 구조재가 적용될 경우, 한 번의 시공으로 단열 및 구조 공사를 모두 마칠 수 있어 경제성이 현저하게 좋아진다.When the heat insulating structural material for a cryogenic tank of the present invention is applied, it is possible to complete the heat insulation and the construction work by one construction, thereby remarkably improving the economical efficiency.
또한, 본 발명의 단열 구조재는 단열이 필요한 파이프에도 적용될 수 있다.Further, the heat insulating structural member of the present invention can be applied to a pipe requiring heat insulation.
기존의 파이프는 여러 이유로 단열이 필요한 경우가 많다. 이 경우, 금속 파이프 위에 여러 겹의 단열재를 시공해야 하는 번거로움이 있으며, 단열재가 외부 환경에 그대로 노출되므로, 유지 보수 측면에서 근본적으로 취약하다. 진공단열재는 현재 파이프 형태로도 가공되고 있다. 이러한 진공단열재와 기존의 금속 파이프를 이용하여 손쉽게 일체형으로 제작 가능하다. 이 경우, 별도의 단열 시공 작업이 필요 없으므로, 설치 작업이 간소화되며 뛰어난 단열 성능이 확보될 뿐 아니라 유지 보수가 매우 간편한 배관 작업이 가능해 진다.Conventional pipes often require insulation for a variety of reasons. In this case, it is troublesome to install multiple layers of insulation on the metal pipe, and the insulation is exposed to the external environment, which is fundamentally weak in terms of maintenance. Vacuum insulation is currently being processed in the form of a pipe. Such a vacuum insulation material and an existing metal pipe can be easily fabricated as one body. In this case, since no separate insulation construction work is required, installation work is simplified, excellent insulation performance is ensured, and piping work is very easy to maintain.
본 실시 예에서, 하부 판과 상부 판 그리고 진공단열재, 커넥터 등의 두께 및 형상은 설명의 편의를 위해서 임의로 도시한 것에 불과하므로, 설계조건에 따라 다양하게 변경 가능하다.In this embodiment, the thickness and shape of the lower plate and the upper plate, the vacuum insulation, the connector, and the like are merely shown arbitrarily for convenience of explanation, and thus can be variously changed according to design conditions.
예를 들어, 단열 구조재 간의 연결부 용접부분에 형성되는 용접부위(welding bead)에 대하여, 본 실시 예에서는 도면에 금속 층 표면에만 일부 형성된 것을 도시하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위해서 예시적으로 도시한 것에 불과한 것이며, 선급규정에 따라 full penetration, half penetration 방식 등에 따라 용접 깊이나 용접 범위 등을 조절할 수 있다. 더 나아가, 연결부에서 금속 간 혹은 비금속 층간의 접합에 대해서 도시하지는 않았으나, 밀착이나 접합방식 등을 이용하여 접합 강도 등을 더욱 높일 수 있다.For example, although a welding bead formed at a welding portion of a connection portion between the heat insulating structural members is partially formed only on the surface of the metal layer in the present embodiment, for the sake of convenience, And it is possible to control the welding depth and welding range by full penetration, half penetration method, etc. according to the classification rules. Furthermore, although not shown in the connecting portion between the intermetallic or non-metallic layers, the bonding strength and the like can be further increased by using a bonding or bonding method.
또한, 연결부를 ① 블록 적층형 구조 ② 충진 적층형 구조 ③ 블록 단차형 구조 ④ 충진 단차형 구조 ⑤ 충진 마감형 구조 ⑥ 볼트 체결형 구조로 구별하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위해서 연결부를 형태별로 임의로 구분한 것에 불과하며, 이에 국한되는 것은 아니다. 아울러, 연결부는 3단으로 구성하는 것을 일 예로 설명하고 있으나, 이에 국한되지 않으며, 다양한 구조로 변경 가능하다.In addition, the connections are classified into ①
비금속 층(중간 연결부)은 전체가 비발포성 폴리머 재질로 구성될 수도 있지만, 일부만 비발포성 폴리머 재질로 구성될 수도 있다. 즉, 내부는 금속재로 형성되고 표면만 비발포성 폴리머 재질로 형성될 수도 있다.The nonmetal layer (intermediate connection portion) may be made entirely of a non-foamable polymer material, but only a part may be made of a non-foamable polymer material. That is, the inside may be formed of a metal material and the surface may be formed of a non-foamable polymer material.
하부 블록(31), 상부 블록(32)은 금속재질로 하는 것이 강도 측면에서 좋지만, 반드시 이에 국한되는 것은 아니며, 금속과 상응하는 강도 등을 갖는 재질이라면 다른 재질로 대체 가능하다.The lower block 31 and the upper block 32 may be made of a metal material in terms of strength but are not necessarily limited thereto and may be replaced with materials having a strength corresponding to a metal.
1: 서브 구조물
10: 하부 판
20: 상부 판
40: 코어 층(core layer)
50: 중간층
51: 진공단열재
52: 진공단열재 표면 보호재
53: 슬립재
54: 보강 단열재
70: 커넥터
80: 경량 형상체
130: 연결부
131: 하부 연결부
132: 상부 연결부
133: 비금속 층(중간 연결부)
100: 블록 적층형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(제1 실시 예)
200: 충진 적층형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(제2 실시 예)
300: 블록 단차형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(제3 실시 예)
400: 충진 단차형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(제4 실시 예)
500: 충진 마감형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(제5 실시 예)
600: 볼트 체결형 구조의 연결부를 적용한 단열 구조재(제6 실시 예)
700: 오버레이 타입의 연결부를 적용한 단열 구조재(제7 실시 예)
800: 오버레이 타입의 연결부를 적용한 단열 구조재(제8 실시 예)
900: 본 발명의 제9 실시 예에 따른 단열 구조재
S: 공간
S1: 하부 스페이서
S2: 상부 스페이서1: Substructure
10: Lower plate
20: Top plate
40: core layer
50: middle layer
51: Vacuum insulation
52: Vacuum insulation surface protection material
53: slip material
54: Reinforced insulation
70: Connector
80: Lightweight upper body
130:
131: Lower connection
132: upper connection
133: Nonmetal layer (intermediate connection part)
100: Adiabatic structural member to which a connecting portion of a block laminate structure is applied (First Embodiment)
200: Adiabatic structural member to which a connection part of a filler laminate structure is applied (second embodiment)
300: Insulating structural member applying connection part of block stepped structure (Third embodiment)
400: a heat insulating structural member to which a connection part of a filling stepped structure is applied (a fourth embodiment)
500: a heat insulating structural member to which a connection part of a filled finishing structure is applied (fifth embodiment)
600: Adiabatic structural member to which a bolt fastening type connection portion is applied (Sixth Embodiment)
700: Heat insulating structural member to which an overlay type connection part is applied (seventh embodiment)
800: Heat insulating structural member to which an overlay type connection part is applied (Eighth embodiment)
900: A heat insulating structural member according to a ninth embodiment of the present invention
S: Space
S1: Lower spacer
S2: Upper spacer
Claims (11)
상기 하부 판과 일정간격을 유지하여 상기 하부 판의 상방에 배치되는 상부 판;
열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 상기 하부 판과 상기 상부 판의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부; 및
상기 하부 판, 상기 상부 판, 상기 연결부가 이루는 공간에 액상으로 주입 경화되는 비발포성 폴리머로 채워지는 코어 층; 을 포함하되,
상기 연결부는,
상기 하부 판에 고정되는 금속재질의 하부 연결부와, 상기 상부 판에 고정되는 금속재질의 상부 연결부를 구비하되, 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이에 중간 연결부인 비금속 층을 개재하는 적층형 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 단열 구조재.Bottom plate;
An upper plate disposed above the lower plate at a predetermined distance from the lower plate;
A connection part which is provided at the end of the lower plate and the upper plate for preventing thermal bridging and for structural fastening and composed of a mixture of a metal layer and a nonmetal layer; And
A core layer filled with a non-expandable polymer which is injection-cured in a liquid phase in a space defined by the lower plate, the upper plate, and the connection portion; ≪ / RTI >
The connecting portion
A lower connection part of a metal material fixed to the lower plate, and an upper connection part of a metal material fixed to the upper plate, wherein the lower connection part and the upper connection part have a laminated structure in which a non- And a heat insulating material.
상기 하부 판과 일정간격을 유지하여 상기 하부 판의 상방에 배치되는 상부 판;
열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 상기 하부 판과 상기 상부 판의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부; 및
상기 하부 판, 상기 상부 판, 상기 연결부가 이루는 공간에 액상으로 주입 경화되는 비발포성 폴리머로 채워지는 코어 층; 을 포함하되,
상기 연결부는,
상기 하부 판에 고정되는 금속재질의 하부 연결부와, 상기 상부 판에 고정되고 상기 하부 연결부와 단 차지게 배치되는 금속재질의 상부 연결부를 구비하되, 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이에 중간 연결부인 비금속 층을 개재하는 단차형 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 단열 구조재.Bottom plate;
An upper plate disposed above the lower plate at a predetermined distance from the lower plate;
A connection part which is provided at the end of the lower plate and the upper plate for preventing thermal bridging and for structural fastening and composed of a mixture of a metal layer and a nonmetal layer; And
A core layer filled with a non-expandable polymer which is injection-cured in a liquid phase in a space defined by the lower plate, the upper plate, and the connection portion; ≪ / RTI >
The connecting portion
A lower connection part of a metal material fixed to the lower plate and an upper connection part of a metal material which is fixed to the upper plate and is arranged to be partly overlapped with the lower connection part, And a step-like structure interposed between the first and second end faces.
상기 하부 판과 일정간격을 유지하여 상기 하부 판의 상방에 배치되는 상부 판;
열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 상기 하부 판과 상기 상부 판의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부; 및
상기 하부 판, 상기 상부 판, 상기 연결부가 이루는 공간에 액상으로 주입 경화되는 비발포성 폴리머로 채워지는 코어 층; 을 포함하되,
상기 연결부는,
상기 하부 판에 고정되는 금속재질의 하부 연결부와, 상기 상부 판에 고정되고 상기 하부 연결부와 단 차지게 배치되는 금속재질의 상부 연결부를 구비하고, 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이에 중간 연결부인 비금속 층을 개재하되,
상기 비금속 층은 임시 차단 부재를 이용하여 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 틈새를 차단한 후에 상기 코어 층의 형성 과정 시, 상기 코어 층과 일체로 형성되는 충진 단차형 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 단열 구조재.Bottom plate;
An upper plate disposed above the lower plate at a predetermined distance from the lower plate;
A connection part which is provided at the end of the lower plate and the upper plate for preventing thermal bridging and for structural fastening and composed of a mixture of a metal layer and a nonmetal layer; And
A core layer filled with a non-expandable polymer which is injection-cured in a liquid phase in a space defined by the lower plate, the upper plate, and the connection portion; ≪ / RTI >
The connecting portion
A lower connection part of a metal material fixed to the lower plate and an upper connection part of a metal which is fixed to the upper plate and is arranged to be in line with the lower connection part, Lt; / RTI >
Wherein the non-metallic layer is composed of a filling stepped structure which is integrally formed with the core layer in the process of forming the core layer after cutting off the gap between the lower connection part and the upper connection part using a temporary blocking member. Structural material.
상기 하부 판과 일정간격을 유지하여 상기 하부 판의 상방에 배치되는 상부 판;
열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 상기 하부 판과 상기 상부 판의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부; 및
상기 하부 판, 상기 상부 판, 상기 연결부가 이루는 공간에 액상으로 주입 경화되는 비발포성 폴리머로 채워지는 코어 층; 을 포함하되,
상기 연결부는,
상기 하부 판에 고정되는 금속재질의 하부 연결부와, 상기 상부 판에 고정되는 금속재질의 상부 연결부를 구비하고, 상기 하부 연결부와 상기 상부 연결부 사이에 중간 연결부인 비금속 층을 개재하며,
상기 상부 연결부는 상기 상부 판에 탈착 가능하게 결합하고, 상기 상부 연결부와 상기 하부 연결부 사이의 공간 안에 액상의 비발포성 폴리머를 주입 경화시켜서 상기 코어 층과 일체로 형성하고 서로 인접하는 단열 구조재를 연결하는 충진 마감형 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 단열 구조재.Bottom plate;
An upper plate disposed above the lower plate at a predetermined distance from the lower plate;
A connection part which is provided at the end of the lower plate and the upper plate for preventing thermal bridging and for structural fastening and composed of a mixture of a metal layer and a nonmetal layer; And
A core layer filled with a non-expandable polymer which is injection-cured in a liquid phase in a space defined by the lower plate, the upper plate, and the connection portion; ≪ / RTI >
The connecting portion
A lower connection part of a metal material fixed to the lower plate, and an upper connection part of a metal material fixed to the upper plate, wherein a nonmetal layer, which is an intermediate connection part, is interposed between the lower connection part and the upper connection part,
The upper connection part is detachably coupled to the upper plate, and a liquid non-foamable polymer is injected and cured in a space between the upper connection part and the lower connection part so as to be integrally formed with the core layer, And a filler-finished structure.
상기 하부 판과 일정간격을 유지하여 상기 하부 판의 상방에 배치되는 상부 판;
열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 상기 하부 판과 상기 상부 판의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부; 및
상기 하부 판, 상기 상부 판, 상기 연결부가 이루는 공간에 액상으로 주입 경화되는 비발포성 폴리머로 채워지는 코어 층; 을 포함하되,
상기 하부 판과 상기 상부 판의 테두리 부에는 상기 하부 판과 상기 상부 판을 상하로 관통하는 체결 공이 다수 형성되고, 서브 구조물에 시공될 수 있도록 상기 연결부가 상기 체결 공 안에 결합하는 볼트 체결구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 단열 구조재.Bottom plate;
An upper plate disposed above the lower plate at a predetermined distance from the lower plate;
A connection part which is provided at the end of the lower plate and the upper plate for preventing thermal bridging and for structural fastening and composed of a mixture of a metal layer and a nonmetal layer; And
A core layer filled with a non-expandable polymer which is injection-cured in a liquid phase in a space defined by the lower plate, the upper plate, and the connection portion; ≪ / RTI >
Wherein a plurality of fastening holes are formed in the rim of the lower plate and the upper plate so as to penetrate the lower plate and the upper plate vertically and the bolts are fastened to the fastening holes And the heat insulating material.
상기 코어 층의 내부에 경량 형상체가 구비되는 것을 특징으로 하는 단열 구조재.The method according to any one of claims 2 to 6,
Characterized in that a lightweight shaped body is provided inside the core layer.
상기 하부 판과 일정간격을 유지하여 상기 하부 판의 상방에 배치되는 상부 판;
열교 현상을 방지하고 구조적 체결을 위하여 상기 하부 판과 상기 상부 판의 끝단 부에 마련되며, 금속 층과 비금속 층의 혼합체로 구성된 연결부; 및
상기 하부 판, 상기 상부 판, 상기 연결부가 이루는 공간에 액상으로 주입 경화되는 비발포성 폴리머로 채워지는 코어 층; 을 포함하되,
상기 비금속 층 안에 불활성 가스 순환배관이 삽입되고, 상기 불활성 가스 순환배관에 가스튜브가 연결되며, 상기 가스튜브는 균열이 생길 수 있는 구역까지 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 구조재.Bottom plate;
An upper plate disposed above the lower plate at a predetermined distance from the lower plate;
A connection part which is provided at the end of the lower plate and the upper plate for preventing thermal bridging and for structural fastening and composed of a mixture of a metal layer and a nonmetal layer; And
A core layer filled with a non-expandable polymer which is injection-cured in a liquid phase in a space defined by the lower plate, the upper plate, and the connection portion; ≪ / RTI >
Wherein an inert gas circulation pipe is inserted into the non-metallic layer, a gas tube is connected to the inert gas circulation pipe, and the gas tube extends to a region where cracks can be generated.
상기 불활성 가스 순환배관을 통해서 불활성 가스를 순환시키고 검출장치의 가스 회수 부에서 상기 불활성 가스의 농도를 확인하여 가스 누출 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 단열 구조재.The method of claim 8,
Wherein an inert gas is circulated through the inert gas circulation pipe, and the concentration of the inert gas is checked in the gas recovery unit of the detection device to confirm whether gas leakage occurs.
상기 코어 층의 형성과정 중에, 액상의 비발포성 폴리머가 상기 가스튜브 안으로 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 가스튜브 끝단에 메쉬(mesh)나 필터중 어느 하나가 설치되는 것을 특징으로 하는 단열 구조재.The method of claim 8,
Characterized in that a mesh or a filter is installed at the end of the gas tube to prevent the liquid non-foamable polymer from flowing into the gas tube during the formation of the core layer.
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