KR100979968B1

KR100979968B1 - 열선이 내장된 보온관

Info

Publication number: KR100979968B1
Application number: KR1020100010166A
Authority: KR
Inventors: 김태진
Original assignee: 에스이피엔씨 주식회사
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2010-09-03

Abstract

본 발명은 열선이 내장된 보온관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플렉시블한 관체와, 상기 관체의 외주면에 밀착되어 길이방향을 따라 일자형으로 형성된 열선과, 상기 열선이 형성된 관체에 나선형으로 권취되는 금속 박막으로 구성된 열전도시트 및 상기 열전도시트 상에 형성되는 플렉시블 재질의 보호층;을 포함하는 열선이 내장된 보온관을 제공한다. 본 발명에 따르면, 열선이 내장되어 있되, 상기 열선과 접촉된 열전도시트를 포함하여, 관체의 전체 표면에 골고루 열이 전달되게 하여 보온성을 향상시킴은 물론 국부적인 동파 및 동결을 방지한다.

Description

열선이 내장된 보온관 {HEAT RETAINING PIPE WITH HEATING WIRE}

본 발명은 열선이 내장된 보온관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열선을 내장하되, 상기 열선과 접촉된 열전도시트를 더 포함시킴으로써, 관체에 넓은 면적으로 열이 전달되게 하여 보온성이 향상되고, 국부적인 동파 및 동결을 방지할 수 있는, 열선이 내장된 보온관에 관한 것이다.

상수도관이나 하수관, 송유관, 가스이송관 등의 유체를 이송하는 관으로는 강관이나 합성수지관이 많이 사용되고 있다. 관은 사용 목적과 용도에 따라 지하에 매설되거나 지상에 노출되게 설치되고 있다. 이러한 관의 설치 시, 겨울철에는 동파 및 동결 방지를 위한 보온성이 고려되어야 한다.

일반적으로, 관의 보온성을 위해 시공 현장에서 단열재를 감는 방법이 시도되어 왔다. 그러나 이러한 방법은 시공 현장에서 수행되기 때문에 작업이 번거롭고 관의 설치 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 또한, 단열재를 감는 방법은 보온성 향상에 한계가 있다. 특히, 매우 추운 지역, 예를 들어 겨울철 북부 지방이나 산악지대 등에서 지상에 노출되게 설치되는 경우, 단열재로는 보온성이 떨어져 동파 및 동결이 발생되는 문제점이 있다. 또한, 단열재를 감는 방법은 관의 길이가 한정되고 쉽게 벗겨져 내구성이 떨어지는 문제점도 지적된다. 아울러, 종래의 관은 고밀도 폴리에틸렌(PE)을 사용하므로 휘어짐이 적다. 이에 따라, 길이의 제한에 의해 연결구간이 많고, 산악지대나 굴곡이 있는 곳에는 지상 배관으로의 설치가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열선을 내장하되, 이에 더하여 상기 열선과 접촉된 열전도시트를 형성함으로써, 관체에 넓은 면적으로 열이 전달되게 하여 보온성이 향상되고, 국부적인 동파 및 동결을 방지할 수 있는 보온관을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 휘어짐이 자유롭도록 구성하여 길이의 제한이 없고, 산악지대나 굴곡이 있는 곳에도 설치가 용이하며 운반 및 설치가 용이한 보온관을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

플렉시블한 관체와, 상기 관체의 외주면에 밀착되어 길이방향을 따라 일자형으로 형성된 열선과, 상기 열선이 형성된 관체에 나선형으로 권취되는 금속 박막으로 구성된 열전도시트 및 상기 열전도시트 상에 형성되는 플렉시블 재질의 보호층;을 포함하는 열선이 내장된 보온관을 제공한다.

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바람직한 구현예에 따라서, 본 발명에 따른 보온관은 상기 보호층의 하부에 형성된 단열층을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 보온관은 플렉시블(flexible)한 것이 바람직하다. 아울러, 본 발명에 따른 보온관은 주름이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 열선에 의해 보온성이 향상되어 매우 추운 지역에서도 동파 및 동결을 효과적으로 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 특히, 본 발명에 따르면, 열선이 내장되어 있되, 상기 열선과 접촉된 열전도시트가 형성되어, 관체에 넓은 면적으로, 즉 관체의 전체 표면에 골고루 열이 전달되게 하여 보온성을 향상시킴은 물론 국부적인 동파 및 동결을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 플렉시블하거나 주름이 형성된 경우, 휘어짐이 자유로워 길이의 제한이 없고, 산악지대나 굴곡이 있는 곳에도 설치가 용이하며 운반 및 설치가 용이한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보온관의 절단 사시도이다.
도 2는 상기 도 1에 보인 보온관의 종단면도이다.
도 3은 상기 도 1에 보인 보온관의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 다른 보온관의 절단 사시도이다.
도 5는 상기 도 4에 보인 보온관의 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 보온관이 드럼식으로 감아진 모습인 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보온관의 절단 사시도이다.
도 8은 상기 도 7에 보인 보온관의 종단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 것으로서, 이는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 보온관(100)은, 열선(20)이 내장된 구조를 갖는다. 구체적으로, 본 발명에 따른 보온관(100)은 관체(10), 상기 관체(10) 상에 형성된 열선(20), 및 상기 열선(20) 상에 형성된 보호층(50)을 포함한다. 그리고 상기 열선(20)과 접촉된 열전도시트(30)를 더 포함한다. 이때, 상기 열전도시트(30)는 열선(20)의 상부 또는 하부에 형성되거나, 열선(20)과 일체로 형성될 수 있다. 이하, 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하면, 본 발명에 따른 보온관(100)은 관체(10), 상기 관체(10)의 외주면에 형성된 열선(20), 상기 열선(20) 상에 형성된 열전도시트(30), 및 상기 열전도시트(30) 상에 형성된 보호층(50)을 포함한다. 바람직한 구현예에 따라서, 본 발명에 따른 보온관(100)은 단열층(40)을 더 포함한다. 이때, 단열층(40)은 보호층(50)의 하부에 형성된다. 구체적으로, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 단열층(40)은 열전도시트(30)와 보호층(50)의 사이에 형성될 수 있다.

상기 관체(10)는 원형 또는 다각형(예, 사각형) 등의 단면 형상을 가질 수 있다. 관체(10)는 내부에 유체(액체 또는 기체)가 흐를 수 있는 구조이면 그 단면 형상은 제한되지 않는다. 도면에서는 원형의 단면을 가지는 관체(10)를 예시하였다. 관체(10)는 금속관이나 합성수지관 등으로부터 선택될 수 있다. 관체(10)는, 예를 들어 알루미늄관, 아연관 및 스테인레스강(SUS)관 등으로부터 선택된 금속관이 사용될 수 있다. 관체(10)는, 바람직하게는 특별히 한정하는 것은 아니지만 PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌) 및 PVC(폴리염화비닐) 등으로부터 선택된 1종 이상의 합성수지를 주재료로 하는 합성수지관으로부터 선택되면 좋다.

또한, 관체(10)는 주름이 형성된 주름관이어도 좋다. 구체적으로, 관체(10)는 금속이나 합성수지 재질로 구성되되, 길이방향을 따라 주름이 형성되어 휘어짐이 가능한 주름관이어도 좋다. 아울러, 상기 관체(10)에는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 보일러 등에서 공급되는 온수나 스팀 등의 온열 유체가 흐를 수 있다. 또한, 관체(10)에는 찬물 등의 냉유체가 흐를 수 있다.

상기 열선(20)은 관체(10)의 외주면에 형성된다. 열선(20)은 외부에서 전원을 인가받아 전기적 저항 등에 열을 발생시켜 관체(10)에 열을 전달할 수 있는 것이면 제한되지 않는다. 열선(20)은, 예를 들어 알루미늄, 철, 아연, 구리, 주석 또는 이들의 합금 등으로부터 선택된 금속이나 탄소체 등의 발열체로부터 선택될 수 있다. 또한, 열선(20)은 적어도 한 가닥 이상으로서, 관체(10)의 외주면 길이방향을 따라 나선형으로 권취(winding)되어 형성되거나, 관체(10)의 외주면 길이방향을 따라 일자형으로 배치되어 형성될 수 있다. 바람직하게는, 도면에 도시한 바와 같이, 관체(10)의 외주면 길이방향을 따라 일자형으로, 즉 도 1에 도시한 바와 같이 관체(10)의 외주면 길이방향과 평행하게 일자형으로 배치된 것이 좋다. 이와 같이 일자형으로 평행하게 배치된 경우, 나선형으로 권취된 경우보다 열선(20)의 사용량을 절약할 수 있다. 그리고 일자형으로 배치된 경우라도 아래에서 설명되는 열전도시트(30)에 의해 열이 효율적으로 전달되어 관체(10)의 보온성을 향상시킨다.

상기 열전도시트(30)는 열선(20) 상에 형성되어 열선(20)과 접촉된다. 이때, 도면에 도시된 바와 같이 열전도시트(30)는 관체(10)의 외주면에 밀착된 형태로 열선(20) 상에 형성된다. 이러한 열전도시트(30)는, 열선(20)에서 발생된 열을 관체(10)에 넓은 면적으로 전달시키기 위한 것, 구체적으로 열선(20)에서 발생된 열을 관체(10)의 전체 표면에 골고루 전달시키기 위한 것으로서, 이는 열전도성을 가지는 것이면 제한되지 않는다. 예를 들어, 열전도시트(30)는 열선(20)과 동일한 재질로서 상기한 바와 같은 것을 사용할 수 있다. 열전도시트(30)는, 바람직하게는 알루미늄, 철, 아연, 구리, 주석 또는 이들의 합금 등으로부터 선택된 얇은 금속 박막이면 좋다. 열전도시트(30)는, 보다 바람직하게는 열전달성이 좋은 알루미늄 호일(foil) 등을 사용하면 좋다.

상기 열전도시트(30)는, 바람직한 구현예에 따라서 열선(20) 상에 형성되되, 관체(10)에 밀착된 형태로 나선형으로 권취되어 형성된 것이 좋다. 이와 같이, 열전도시트(30)가 나선형으로 권취된 형태로 형성되는 경우, 보온관(100)의 휘어짐을 자유롭게 하는 이점이 있다. 구체적으로, 아래에서 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 보온관(100)은 플렉시블(flexible)한 것이 바람직한데, 이때 열전도시트(30)가 나선형으로 권취된 형태로 형성되는 경우 보온관(100)의 플렉시블성을 도모할 수 있다. 아울러, 열전도시트(30)는 관체(10)의 표면을 부분적으로 커버링(covering)하도록 형성될 수 있으며, 바람직하게는 관체(10)의 전체 표면을 커버링하는 구조로 형성될 수 있다.

또한, 상기 열전도시트(30)는 다공성이어도 좋다. 구체적으로, 열전도시트(30)는 금속 박막(예, 알루미늄 호일)에 다수의 미세 구멍이 형성된 다공성 박막이어도 좋다. 이때, 열전도시트(30)가 구멍이 형성된 다공성인 경우, 상기 구멍에 접착제를 삽입시켜 구성요소간의 결속력을 향상시킬 수 있다. 구체적인 예를 들어, 보온관(100)이 관체(10), 열선(20), 열전도시트(30), 단열층(40) 및 보호층(50)을 포함하는 다층구조를 가지는 경우, 열전도시트(30)에 형성된 구멍에 접착제를 삽입함으로써, 관체(10), 열전도시트(30) 및 단열층(40)의 결속력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 단열층(40)은 발포성 수지의 발포에 의해 형성될 수 있는데, 이때 열전도시트(30)에 구멍이 형성된 경우, 상기 접착성을 가지는 발포성 수지가 구멍에 삽입되도록 하여 구성요소간의 결속력을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 구현예에 따라서, 상기 열전도시트(30)는 열선(20)과 일체로 형성될 수 있다. 구체적으로, 시트 형상의 열전도시트(30)에 열선(20)이 매입되거나 별도의 결합력을 통해 일체화된 후, 상기 관체(10)의 외주면 상에 형성될 수 있다.

상기 보호층(50)은 외부의 습기, 눈, 비 등으로부터 보온관(100)을 보호하기 위해 형성된다. 또한, 보호층(50)은 열선(20)에서 발생된 열을 외부로의 유출을 차단하는 단열 기능도 가질 수 있다. 이러한 보호층(50)은 합성수지나 고무를 코팅하여 형성될 수 있다. 보호층(50)은, 예를 들어 PE, PP 및 PVC 등으로부터 선택된 1종 이상의 합성수지나, 천연고무(또는 합성고무)를 코팅하여 형성될 수 있으나, 이들에 의해 제한되는 것은 아니다. 또한, 보호층(50)에는 색상이 구현되어도 좋다.

바람직한 구현예에 따라서, 본 발명에 따른 보온관(100)은 상기한 바와 같이, 단열층(40)을 더 포함할 수 있는데, 이때 상기 단열층(40)은 열손실을 방지, 즉 단열(보온)을 위해 형성된다. 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 단열층(40)은 열전도시트(30)와 보호층(50)의 사이에 형성될 수 있다. 단열층(40)은 단열성(보온성)을 갖는 것이면 제한되지 않는다. 단열층(40)은, 예를 들어 천, 솜 등의 섬유시트나 합성수지 발포시트가 열전도시트(30) 상에 나선형으로 권취되어 형성될 수 있다. 또한, 단열층(40)은 발포성 수지가 열전도시트(30) 상에 코팅된 후, 발포 가교에 의해 폼(스펀지) 형태로 고착되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 단열층(40)은 폴리우레탄 폼으로 구성되면 좋으나, 이에 의해 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라서, 관체(10) 상에 열전도시트(30)가 먼저 권취된 후, 상기 열전도시트(30) 상에 열선(20)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시예에 따라서 보온관(100)은 관체(10), 상기 관체(10)의 외주면에 형성된 열전도시트(30), 상기 열전도시트(30) 상에 형성된 열선(20), 및 상기 열선(20) 상에 형성된 보호층(50)을 포함한다.

아울러, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 단열층(40)을 더 포함할 수 있는데, 이때 상기 단열층(40)은 열선(20)과 보호층(50)의 사이에 형성된다. 보다 구체적으로, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 열전도시트(30)는 관체(10)에 밀착 권취되어 있고, 상기 열선(20)은 열전도시트(30)에 접촉된 형태로 단열층(40)에 매입된 구조를 가질 수 있다. 또한, 본 발명에서, 열선(20)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 직사각형의 단면 형상을 갖거나, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 원형의 단면 형상을 가질 수 있으나, 이들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 열선(20)에 의해 보온성이 향상되어 매우 추운 지역에서도 동파 및 동결을 효과적으로 방지한다. 이때, 열선(20)의 주위에만 보온(가온)되고 열선(20)과 떨어진 곳에서는 동파 및 동결이 발생될 수 있는데, 본 발명에 따르면, 상기 열선(20)과 접촉된 열전도시트(30)가 관체(10)에 밀착된 형태로 형성되어 있어 관체(10)의 전열 면적을 증가시킨다. 구체적으로, 열전도시트(30)가 열선(20)에서 발생된 열을 관체(10)의 전체 표면에 골고루 전달시켜 보온성을 향상시킴은 물론 관체(10)의 국부적인 동파 및 동결을 방지한다. 아울러, 전술한 바와 같이, 바람직한 구현예에 따라서 상기 열선(20)이 관체(10)의 외주면 길이방향을 따라 일자형으로 배치된 경우, 열선(20)의 사용량을 절약할 수 있다. 구체적으로, 열선(20)이 일자형으로 배치된 경우라도 열전도시트(30)에 의해 열이 효율적으로 전달되어 관체(10)의 보온성이 향상되며, 또한 이때에는 나선형으로 권취된 경우보다 열선(20)의 사용량이 절약되고 전력 소모를 저감할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 보온관(100)은 플렉시블(flexible)한 것이 바람직하다. 구체적으로, 본 발명에 따른 보온관(100)은 플렉시블하여 휘어짐이 자유로우면 바람직하다. 예를 들어, 상기 관체(10)는 연질 합성수지관(예, 연질 PE관)이나 주름관(주름이 형성된 관)으로 구성되고, 상기 보호층(50)은 연질 합성수지(예, 연질 PE)나 고무로 구성되어 플렉시블(flexible)하면 좋다. 또한, 본 발명에 따른 보온관(100)은, 도면에 도시한 바와 같이 표면에 주름(60)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 주름(60)이 형성된 경우, 휘어짐이 보다 자유로워질 수 있다.

위와 같이 플렉시블하거나 주름이 형성된 경우, 휘어짐이 자유로워 길이의 제한이 없고, 운반이 용이하다. 구체적으로, 도 6에 도시한 바와 같이, 드럼식(원통형의 드럼 모양)으로 쉽게 감아져 부피를 줄일 수 있다. 이에 따라, 차량에 탑재가 쉽고, 차량을 통한 대량 운반이 용이하며, 길이에 제한 없이 길게 제조될 수 있다. 또한, 휘어짐이 자유로워 산악지대나 굴곡이 있는 곳에도 설치가 용이하고, 연결구간을 최소화할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 보온관(100)은 플렉시블성이 향상되어 휘어짐이 자유롭도록 아래와 같이 구성될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보온관의 절단 사시도이고, 도 8은 도 7에 보인 보온관의 종단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 보온관(100)은 유체(액체 또는 기체)가 흐르는 제1주름관(12), 상기 제1주름관(12)의 외주면에 형성된 열선(20), 상기 열선(20) 상에 형성된 단열층(40), 상기 단열층(40) 상에 형성된 제2주름관(14), 및 상기 제2주름관(14) 상에 형성된 보호층(50)을 포함한다. 또한, 도 7 및 도 8에는 도시하지 않았으나, 상기 열선(20) 상에 형성된 열전도시트(30)를 더 포함할 수 있다. 이러한 구조의 보온관(100)은 온수나 스팀 등은 물론, 찬물 등의 냉유체 수송용으로 유용하게 사용된다.

이때, 상기 열선(20), 단열층(40) 및 보호층(50)은 전술한 바와 같다. 그리고 상기 제1주름관(12) 및 제2주름관(14)은 주름(12a)(14a)이 형성된 것으로서, 플렉시블하면 제한되지 않는다. 이러한 제1주름관(12) 및 제2주름관(14)은 주름(12a)(14a)이 형성된 금속관이나 합성수지관 등으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 강도 및 전열성 등에서 유리한 금속관으로부터 선택된다. 이때, 제1주름관(12) 및 제2주름관(14) 중에서 적어도 제1주름관(12)은 금속관으로부터 선택되면 좋다. 특별히 한정하는 것은 아니지만, 제1주름관(12) 및 제2주름관(14)은 알루미늄관, 아연관 및 스테인레스강(SUS)관 등으로부터 선택될 수 있다.

상기 보온관(100), 즉 도 7 및 도 8에 보인 보온관(100)은 우수한 보온성을 가지면서 플렉시블성이 향상된다. 구체적으로, 열선(20)에 의해 보온성을 가지면서 단열층(40)에 의해 열손실이 방지된다. 이와 함께, 상기 제2주름관(14) 및 보호층(50)이 이중으로 외기를 차단하여 우수한 보온성을 갖게 한다. 또한, 제1주름관(12) 및 제2주름관(14)은 주름이 형성되어 플렉시블성이 향상된다. 이에 따라, 휘어짐이 자유로워 길이의 제한이 없고, 운반이 용이한 등의 이점을 갖는다.

또한, 상기 제1주름관(12) 및 제2주름관(14)이 금속관으로 선택되는 경우, 강도가 우수하고, 열전도성을 가져 열선(20)에서 발생된 열이 관의 전체 면적에 골고루 전달된다. 이에 따라, 보온성이 향상됨은 물론 국부적인 동파 및 동결이 방지된다.

10 : 관체 12 : 제1주름관
14 : 제2주름관 20 : 열선
30 : 열전도시트 40 : 단열층
50 : 보호층 60 : 주름
100 : 보온관

Claims

플렉시블한 관체;
상기 관체의 외주면에 밀착되어 길이방향을 따라 일자형으로 형성된 열선;
상기 열선이 형성된 관체에 나선형으로 권취되는 금속 박막으로 구성된 열전도시트; 및
상기 열전도시트 상에 형성되는 플렉시블 재질의 보호층;을 포함하는 열선이 내장된 보온관.
제1항에 있어서,
상기 보호층의 하부에 단열층이 형성된 것을 특징으로 하는 열선이 내장된 보온관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열전도시트는, 구멍이 형성된 다공성인 것을 특징으로 하는 열선이 내장된 보온관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보온관은 플렉시블(flexible)한 것을 특징으로 하는 열선이 내장된 보온관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보온관의 관체는 연질 합성수지관이나 주름관으로 구성되고, 보호층은 연질 합성수지나 고무로 구성되어 플렉시블(flexible)한 것을 특징으로 하는 열선이 내장된 보온관.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보온관은, 주름이 형성된 것을 특징으로 하는 열선이 내장된 보온관.
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