KR20120014069A - 익스팬디드 금속 - Google Patents

Abstract

금속 시트를 절개하고 신장 방향을 따라 신장시킴으로써 제공되고, 신장 방향으로 제 1 반복 길이 및 그 신장 방향에 수직한 방향으로 제 2 반복 길이를 가지는 개구부의 격자를 형성하는 익스팬디드 금속에 있어서, 상기 제 1 반복 길이 및 제 2 반복 길이는 대체로 동일한 것을 특징으로 한다. 평행 관 다발을 지지하기 위한 본 발명에 따른 익스팬디드 금속 시트의 사용. 프리 익스팬디드 금속으로부터 익스팬디드 금속을 제조하는 방법에 있어서, 신장력이 신장 방향에 수직한 다수의 지점에 가해지고, 다수의 지점과 함께 작동하는 다수의 힘 전달 장치를 사용하여 가해지는 것을 특징으로 하며, 상기 힘 전달 장치가 신장력을 가하면서 제 2 방향으로 서로를 향해 이동할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

익스팬디드 금속{EXPANDED METAL}

본 발명은 익스팬디드 금속 (expanded metal) 시트와 그 제조방법 및 평행한 관 다발에 대한 지지로서 그와 같은 익스팬디드 금속을 사용하는 것에 관한 것이다.

익스팬디드 금속 시트는 일반적으로, 엇갈려 평행한 점선의 배열에 따라 절개되고, 교차점을 갖는 교차 래스(lath)의 구조로 그 점선에 수직하게 신장된(익스팬디드, expanded) 금속 시트로 만들어진다. 그 제조 비용은 일반적으로 저렴하다. 또한, 시트는 특별한 적용을 위해 희망하는 형상으로, 즉 원형으로 예를 들어 레이저 커팅에 의해 쉽게 절단될 수 있다.

익스팬디드 금속 시트는 개구부의 규칙적인 격자를 형성하는데, 각 개구부는, 신장 방향으로 연결되어 있으며 또한 신장각을 규정하는 실질적으로 V 자 형상의 두 쌍의 스트랜드 및 V 자 형상의 단부에서 두 쌍의 스트랜드를 상호연결하는 두개의 연결부로 형성된다. 익스팬디드 금속의 개구부는 실질적으로 마름모꼴 또는 절두 마름모꼴 형상을 갖는다. 가상의 점선을 따른 슬릿이 그것들 사이의 비슬릿부 (소위 연결부) 보다 훨씬 더 길 때 실질적으로 마름모꼴 형상(등변의 평행사변형 형상)이 얻어진다. 슬릿 금속 시트의 신장 후, 연결부는 동일한 길이의 네 개의 소위 스트랜드를 각각 연결하는 코너 점을 형성한다. 슬릿들 사이의 비슬릿부가 비교적 길다면, 실질적으로 절두 마름모꼴이 얻어진다. 절두 마름모꼴은, 마름모꼴의 양쪽 모서리가 한 쌍의 평행선을 따라 잘린 것을 의미한다.

익스팬디드 금속의 신장 후의 스트랜드들은 완벽하게 직선은 아니고, 다소 S-자 형상, 즉 그 사이에 실질적으로 직선의 중심부분이 있고 연결부가 있는 연결에서 휘게 된다. 신장 방향에서 인접한(이웃하는) 스트랜드 쌍의 V-자 형상은 다소 뒤틀게 된다는 것을 알게 될 것이다. 신장 각도는 (뒤틀린) V-자를 형성하는 스트랜드의 중심부분에 의해 적절히 규정된다.

예를 들어 Sorst Streckmetall Gmbh (Hannover,Germany) 로부터 얻을 수 있는, 공지의 익스팬디드 금속은 최대 90도까지 신장되어 대략 사각형 개구부를 만든다.

또한, 익스팬디드 금속이 신장될 때, 시트가 연이어 다시 평평해지지 않는 한, 스트랜드가 금속 시트의 면 밖으로 꼬이게 된다. 스트랜드의 다소 S-자 형상 및 연결부에 대한 그 스트랜드의 부착은, 개구부가 신장방향을 따라 그리고 수직하게 있는 단지 두 개의 거울 대칭축을 갖는 결과를 갖는다. 이에 대해서는 도면을 참조하여 더 자세히 설명할 것이다.

완전한 마름모꼴 또는 절두 마름모꼴로부터 익스팬디드 금속에 있는 개구부의 편차를 나타내기 위해, "실질적으로 마름모꼴 또는 절두 마름모꼴"이라는 용어가 사용된다. 따라서 그 용어는 완전한 그리고 불완전하거나 변형된 그와 같은 형상을 포함한다.

본 발명의 출원인 이름으로 된 그리고 본 출원의 우선일에 미공개된 국제출원 PCT/EP03/01074 는 열교환기, 특히 쉘-관(shell-and-tube) 열교환기에서 지지 배플(support baffle)과 같은, 관 다발에 대한 지지로서 익스팬디드 금속의 사용에 관한 것이다.

쉘-관 열교환기는 관의 길이방향으로 연장된 평행한 관 다발이 배열된 원통형 관을 포함한다. 이것은 열이 관 다발의 관을 통과하는 유체와 관의 바깥쪽 공간(쉘 측)을 통과하는 유체 사이에 열이 전달되는 간접 열교환기이다. 쉘-관 열교환기의 상세는 예를 들어 Perry's Chemical Engineers' Handbook, 6th edition(McGraw-Hill Inc., 1984), p11-3 ~ p11-21 에서 찾아볼 수 있다. 관 다발의 관 단부는 관 시트에 고정된다. 열교환기는 원통형 관의 각 단부에서 하나씩, 두 개의 관 시트, 또는 열교환기가 U-관 교환기인 경우에는 원통형 관의 한 단부에서 단일 관 시트를 포함할 수 있다.

관의 중간 부분은 또한, 예를 들어 유체 흐름에 의해 발생되는 진동으로 인해 관에 대한 손상을 막기 위해 지지되어야 한다. 관의 중간 부분을 지지하기 위해, 관의 길이를 따라 간격을 두고 떨어진 횡단 지지판을 포함하는 지지가 이용될 수 있다.

통상적인 지지는 구분된 배플을 포함하는데, Perry's에서 설명된 몇 가지 종류가 있다. 배플은 관을 지지할 뿐만 아니라 쉘 측을 통하여 흐르는 유체에 영향을 미친다. 따라서 배플의 설계는 또한 열 전달을 고려하여 결정된다.

미국특허 제 4 143 709 호는 평행한 관 다발을 위한 지지를 개시하고 있는데, 그 지지는 지지되는 관의 길이방향을 따라 간격을 두고 떨어진 복수의 횡방향 지지판을 포함한다. 각 판은 단일 시트로부터 일체로 형성되고, 여기서 복수의 구멍은 규칙적인 격자에서 절단되어, 그 구멍의 각각은 복수의 관을 받아들이기에 충분히 큰 것을 특징으로 한다. 구멍은 일반적으로 직사각형, 일반적으로 정사각형, 일반적으로 삼각형 또는 일반적으로 마름모꼴(다이아몬드 형상)이 될 수 있다.

알려진 지지의 지지판 중 적어도 하나는 위상(phase)로부터 벗어나거나 또는 엇갈리게 된다. 하나의 지지판에서 동일한 구멍을 통하여 연장된 관들은 다른 지지판에서 다른 구멍을 통하여 연장되어, 협력하는 인접한 판들이, 측방향 움직임에 대한 반대측으로부터 관을 지지하도록 한다.

그러나, 본 출원인들은, 최적의 관 지지를 위해서는 바람직하지 않게, 적어도 두 개의 서로 다른 유형의 통로가 다소 다른 단면과 형상을 가지면서 형성되기 때문에, 완전한 마름모꼴 또는 절두 마름모꼴로부터 벗어나는 경우는 미국특허 제 4 143 709 호에서와 같은 엇갈린 배열의 익스팬디드 금속을 사용하는 것을 어렵게 하는 것을 알게 되었다.

특히 관 지지로서 사용을 위해 최적의 특성을 갖는 새로운 익스팬디드 금속 시트를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

새로운 익스팬디드 금속 제조방법을 제공하는 것은 본 발명의 또 다른 목적이다.

본 발명에 따라 금속 시트를 절개하고 신장 방향을 따라 신장시켜 만들어지는 익스팬디드 금속 시트로서, 이 익스팬디드 금속의 시트는, 신장 방향으로의 제 1 반복 길이와 상기 신장 방향에 수직한 방향으로의 제 2 반복 길이를 가지는 개구부 격자를 가지며, 제 1 및 제 2 반복 길이 사이의 편차는 제 1 및 제 2 반복 길이가 실질적으로 동일하도록 2% 이하인 것을 특징으로 한다.

"반복길이"라는 단어는 이동된 격자의 개구부가 이동되지 않은 격자의 개구부를 덮기 위해 격자가 이동하는데 필요한 거리 (유닛 길이) 를 나타내기 위해 사용된다.

수직 방향에서 동일한 반복길이는 두 개의 익스팬디드 금속 시트중 하나 뒤에 다른 하나가 있고 그 신장 방향이 서로 90도를 이루면서 배열되도록 하여, 격자가 계속 조화되고 관이 통과하는 균일한 단면을 갖는 평행한 통로가 얻어지도록 한다.

"실질적으로 동일"이라는 단어는 반복길이들 사이의 편차가 2 % 이하, 바람직하게 0.5 %(5 mm/m와 같은) 이하, 더 바람직하게는 0.2 %(2 mm/m) 이하인 것을 의미함에 사용된다.

그와 같은 익스팬디드 금속 시트를 위한 신장 각도는 적절하게 90도 이상이다. 양 방향에서 동일한 반복길이를 제공하기 위해 필요한 신장 각도는 무엇보다도 스트랜드 길이에 대한 연결부 길이의 비율에 좌우되고, 그 비율이 높을수록 더 큰 신장 각도를 필요로 한다. 연결부 길이가 최소화되어 거의 사각형의 개구부가 얻어질 때 개구부의 하나의 적절한 구성이 얻어진다. 다른 적절한 구성은 약 120도의 신장 각도로 얻어진다. 90도보다 큰 신장 각도를 갖는 익스팬디드 금속은 또한 상세한 설명과 청구범위에서 과잉신장된 익스팬디드 금속이라고 불리우게 될 것이다. 본 발명은 또한 90 도보다 큰 신장 각도를 갖는 익스팬디드 금속 시트에 관한 것이다.

정사각형 개구부를 갖는 공지의 익스팬디드 금속은 그 연결부가 신장 방향에서 그 폭 보다 더 길기 때문에 신장 방향을 따라 그리고 그 방향에 수직하게 동일한 반복길이를 갖지 않는다.

본 발명은 또한 평행한 관 다발을 지지하기 위해, 본 발명에 따른 익스팬디드 금속 시트의 사용에 관한 것이다.

또한, 개구부 격자를 가지며 또한 제 1 방향으로의 제 1 반복 길이와 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로의 제 2 반복 길이를 가지는 익스팬디드 금속을 상기 제 1 및 제 2 반복 길이가 규정된 비를 갖도록 제조하는 방법으로서,

- 제 1 방향과 일치하는 신장 방향을 가지는 프리 익스팬디드 금속을 제공하여, 규정된 비보다 작은 제 1 및 제 2 반복 길이의 비를 가지는 격자를 형성하는 단계와,

- 반복 길이의 규정된 비가 얻어질 때까지, 제 2 방향에 대한 여러 위치의 여러 지점에서 제 1 방향으로 신장력을 가하는 단계를 포함하며, 여러 지점과 함께 작동하는 복수의 힘 전달기를 사용하여 신장력이 가해지며, 상기 힘 전달기는 신장력을 가하면서 제 2 방향으로 서로를 향하여 이동할 수 있도록 배치되며, 규정된 비는 제 1 및 제 2 반복 길이가 실질적으로 동일하도록 선택된다.

본 발명에 따른 제조방법은 85도를 넘는, 특히 90도 이상과 같이 큰 신장 각도에서도 익스팬디드 금속을 제공하도록 한다. 금속 시트는 두 단계로 신장된다. 제 1 단계는 예를 들어 상점에서 구매할 수 있는 프리 익스팬디드 금속을 만드는 통상적인 금속 시트의 신장이 될 수 있다.

프리 익스팬디드 금속은 반복길이의 희망하는 비율을 갖지 않는다. 희망하는 비율이 얻어지도록 더 금속을 신장시키기 위해, 신장력은 분산된 복수의 지점에서 프리 익스팬디드 금속의 격자에 걸쳐 신장 방향에 수직하게 가해진다.

신장력이 슬릿 금속 또는 반제품에 가해질 때, 길이방향 신장은 횡수축을 수반한다. 이러한 효과는 높은 신장 각도, 특히 약 85도 를 넘는 신장 각도에서 가장 잘 나타난다. 본 발명에 따라, 힘 전달기는 신장력을 가하는 동안 제 2 방향에서 서로를 향해 움직이도록 배열된다. 이렇게 해서, 신장력은 신장하는 동안 익스팬디드 금속에 계속해서 고르게 분산된다. 이렇게 해서, 예를 들어 신장이 중심부분에 비해 시트의 주변부에서 더 크게 되는 것이 방지된다. 따라서, 특히 과신장된 익스팬디드 금속에 대해서, 시트에 걸친 반복길이로부터 편차는 최소화되고 비교적 균일한 개구부 형상이 얻어지게 된다.

바람직한 실시예에서, 힘 전달기는 익스팬디드 금속을 결합하기 위한 후크가 제공된 실질적으로 평행한 아암(arm)의 형태를 갖는다.

다른 바람직한 실시예에서, 평행한 부재들의 세트 사이에서 서로 다른 공구각을 갖는 구성을 나타낼 수 있는 힌지식 격자를 형성하도록 서로에 대해 조인트로 연결되는 두 개의 평행 부재 세트를 포함하는 공구가 사용되고, 상기 힘 전달기는 상기 격자에 배치되어 그 격자의 면 밖으로 신장된다.

"힘 전달기"라는 표현은 익스팬디드 금속에 힘을 전달하기에 적합한 형상의 핀, 장부철(tenon), 피봇, 쐐기 또는 기타 다른 수단을 말한다.

본 발명에 대하여 다음의 도면을 참고하여 더 자세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 지지에 의해 지지되는 관 다발을 포함하는 열교환기의 길이방향 단면의 일부를 개략적으로 나타낸다.
도 2 는 도 1 의 선 II-II를 따라 볼 때 본 발명에 따른 지지판의 개략적인 실시예를 확대한 도면이다.
도 3 은 도 2 에 따른 관 지지에서 사용을 위해 과신장된 익스팬디드 금속을 개략적으로 나타낸다.
도 4 는 도 3 의 두 개의 익스팬디드 금속 시트가 서로 측방향으로 배치될 때 형성되는 지지 통로를 개략적으로 나타낸다.
도 5 는 도 3 의 두 개의 익스팬디드 금속 시트가 본 발명에 따라 서로 회전하게 될 때 형성되는 지지 통로를 개략적으로 나타낸다.
도 6 은 본 발명에 따른 관 지지에서 사용을 위해 과신장된 익스팬디드 금속 시트의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸다.
도 7 은 도 6 에서의 두 개의 익스팬디드 금속 시트가 종래기술에서와 같이 서로 측방향으로 배치될 때 형성되는 지지 통로를 개략적으로 나타낸다.
도 8 은 도 6 의 두 개의 익스팬디드 금속 시트가 본 발명에 따라 서로 회전하게 될 때 형성되는 지지 통로를 개략적으로 나타낸다.
도 9 및 10 은 프리 익스팬디드 금속(pre-expanded metal)을 그 최종 크기까지 신장시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예의 시작과 종료 상황을 개략적으로 나타낸다.
도 11 은 프리 익스팬디드 금속을 더 신장시키기 위한 공구에 대한 실시예를 개략적으로 나타낸다.
도 12 및 13 은 프리 익스팬디드 금속을 그 최종 크기까지 신장시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 제 2 실시예의 시작과 종료 상황을 개략적으로 나타낸다.
도면에서, 동일하거나 또는 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다.

원통형 쉘 (5) 을 갖는 원통형 용기 형태의 열교환기 (1) 의 길이방향 단면 일부를 보여주는 도 1 을 참조한다. 복수의 평행한 관 (이들 중 관 11,15,19 는 나타나 있음) 으로 형성된 관 다발이 열교환기에 설치된다. 관의 길이방향은 원통형 쉘 (5) 의 축선에 평행하다. 관 다발을 위한 지지부는, 축선 방향으로 서로 떨어져 배치되는 횡단 지지판 (21, 22, 23, 24) 으로 되어 있으며, 이들 지지판은 원통형 쉘 (5) 안에서 관의 중간 부분 (도시 생략) 을 지지한다. 도 1 은 관 시트가 있는 관의 끝 부분들을 보여주지 않고 있음을 유의해야 한다.

도 1 에서의 원통형 쉘 (5) 의 길이방향 축선을 따라 지지판 (21,22) 의 중심부분을 나타낸 지지판에서 개구부의 적절한 기하학적 배열을 개략적으로 나타내는 도 2 를 참조한다. 명확성을 위해, 도 2 는 도 1 보다 큰 스케일로 그려졌고, 따라서 지지판 (21,22) 의 환상 부분은 볼 수 없다. 도 2 에서 보여지는 규칙적인 격자가, 평행한 관이 차지하는 열교환기의 적어도 단면에 형성되어 있고 그 지지판의 환상 부분은 적절한 방법으로 쉘에 부착된다. 도 1 의 다른 지지판은 명확성을 위해 도 2 에서 도시되지 않았다.

지지판 (21) 의 특성을 우선 설명한다. 지지판 (21) 에는 복수의 개구부 (31,32,33,34,35,36,37) 가 제공된다. 개구부 각각은 실질적으로 절두 마름모꼴로서, 이에 대해서는 개구부 (31) 를 가지고 설명한다. 개구부 (31) 는 두 쌍의 이웃하는 장변(스트랜드) (41,42 및 43,44) 으로 형성된다. 두 쌍 각각은 V-자 형상을 이루고, 이 실시예에서는 실제적으로 가능하게 120 도에 가까운 동일한 각도 α 를 규정한다. V-자형 쌍의 끝점들은, 한 쌍의 동일한 길이의 평행한 단변(연결부) (45,46) 에 대칭적으로 연결된다. 나타낸 스트랜드와 연결부의 상대크기는 절두 마름모꼴의 개구부를 규정한다. 연결부 (45,46) 가 스트랜드 (41,42,43,44) 보다 훨씬 더 짧다면, 예를 들어 스트랜드 길이의 1/5 이하라면, 실질적인 마름모꼴인 개구부가 얻어지게 된다.

개구부 (31) 는 두 개의 거울 대칭축 (48, 49) 을 갖는다. 개구부는 축선 (48) 을 따라 길게 되어 있고, 축선 (48) 은 개구부 (31) 의 특성 거울 대칭축이다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 지지판 (21) 이 익스팬디드 금속 시트로 만들어질 때 축선 (48) 은 신장 방향과 일치한다.

적어도 그 중심부분에서 지지판 (21) 의 개구부는 도시된 바와 같이 규칙적인 격자를 형성한다. 모든 개구부는 동일한 크기와 형상이고, 축선 (48) 을 따르는 또는 이 축선에 평행한 각각의 특성 거울축을 따라 길게 되어 있다. 지지판 (21) 의 특성 방향은 "50" 으로 표시되어 있다.

지지판 (21) 의 규칙적인 격자는 특성 방향 (50) 과 그리고 이 특성 방향에 수직한 방향으로 동일한 반복길이를 갖는다. 즉, 점 51 과 52 사이의 거리 및 점 53 과 54 사이의 거리는 점 51 과 53 사이의 거리 및 점 52 및 54 사이의 거리와 동일하다. 점 (51,52,53,54) 들은 이웃하는 연결부의 중심점으로서, 점 51 과 53 은 연결부의 동일한 중심선 (56) 상에 있고, 점 51 과 52 는 동일한 개구부 (33) 에 속하는 연결부의 중심점이다.

지지판 (21) 에 있는 각각의 개구부는 네 개의 관을 수용할 수 있을 정도로 크다. 관 (11,15,19) 은 도 2 에 표시하였지만, 다른 많은 관들은 도시만 하고 명확성을 위해 도면부호를 부여하지는 않았다.

지지판 (22) 은 일반적으로 지지판 (21) 과 유사한데, 특히 도 2 에서 도시된 중심부분에 있는 개구부의 형상, 크기 및 배열이 동일하다.

지지판 (22) 의 개구부 (61, 62, 63, 64) 만이 도면부호가 부여되었다. 개구부 (62) 의 두 거울 대칭축은 "68", "69" 로 표시하였다. 개구부 (62) 는 축선 (69) 을 따라 길게되어 있고, 따라서 축선 (69) 이 개구부 (62) 의 특성 거울 대칭축이 되며, 동시에 지지판 (22) 의 특성 방향을 나타낸다.

지지판 (22) 은 지면에서 지지판 (21) 에 대해 즉, 지면에 수직으로 놓인 관의 길이방향 주위로 90도 회전된 것이다. 따라서, 두 판의 특성 방향 (50,69) 은 수직하게 된다. 또한, 지지판 (21) 의 개구부의 특성 거울 대칭축(모두 축선 (48) 에 평행함)은 지지판 (22) 의 개구부의 특성 거울 대칭축(모두 축선 (69) 에 평행함)과 수직하게 된다. 지지판 (21,22) 들은 한 지지판의 연결부의 중심점이 다른 지지판의 개구부의 중심점에 투영되도록 배열된다.

지지판 (21,22) 의 개구부들은 서로 협력하여 평행 관다발을 위한 지지통로를 형성한다. 그러한 지지통로 하나가 참조번호 "70" 으로하여 빗금친 영역으로 표시되었다. 빗금친 영역과 동일한 크기로 도면에 나타난 모든 다른 영역도 지지통로이다. 한 지지판에 있는 동일한 개구부를 통과하는 지지통로는 다른 지지판에 있는 다른 개구부를 통과한다. 예를 들어, 지지판 (22) 의 개구부 (62) 를 통과하는 네 개의 지지통로 (71,72,73,74) 는 지지판 (21) 의 개구부 (31,32,33,37) 각각을 통과한다. 명확성을 위해 관은 이러한 그리고 몇 개의 다른 지지통로에서 나타내지 않았다. 관이 각 지지통로에 배열될 수 있음을 명백히 알 수 있을 것이다.

지지통로를 통과하는 관은 다섯 개의 상이한 변으로 지지될 수 있다. 도 2 의 배열의 특별한 실시예에서, 관이 직경 19 mm 이고, 인접하는 관 사이의 최단 거리가 6 mm 이며, 횡단면에서 교차 래스(스트랜드와 연결부)의 폭이 또한 6 mm 이다. 그러나 단일 지지판에서, 각 관이 단지 최대 둘 또는 세 개의 변으로 지지된다. 따라서, 쉘측 유체는 길이방향으로 쉽게 흐를 수 있다. 관이 지지통로 단면보다 더 작다면, 개구부의 아랫 쪽 변에 의해서만 지지될 것이다.

적절하게 도 1 의 지지판 (23,25) 은 도 2 에서의 판 (21) 과 같이 배열되고, 지지판 (24) 은 지지판 (22) 과 같이 배열된다. 명확하게, 지지판의 특성 방향(신장 방향)이 서로 수직하게 배향되므로, 지지통로를 형성하는 개구부들의 거울 대칭축은 서로 다른 방향으로 향하게 된다. 예를 들어, 개구부 (31) 의 축선 (48) 은 지지판의 면에서 개구부 (62) (두 개구부는 지지통로 (71) 에 속한다) 의 축선 (69) 에 수직하다.

도 2 에서 도시된 실시예에 의해 제공된 지지통로는 등변 삼각형 피치 또는 정사각형 피치로 있지 않다. 그러나, 배열은 삼각형 피치와 매우 유사하고, 비슷한 높은 충진 밀도를 갖는다. 모든 세 개의 최인접 관의 축선은 등변 삼각형의 꼭지점에 있다.

도 2 의 배열의 또 다른 장점은 두 인접 관 사이의 스트랜드 또는 연결부는 횡단면에서 그 관의 축선을 연결하는 가상의 선에 수직하게 된다는 것이다. 이것은 횡단면에서 스트랜드와 연결부의 폭이 인접 관 사이의 최단 거리와 동일하게 된다는 것을 의미한다. 관이 실질적으로 오각형인 지지통로의 둘 또는 세 개의 변에서 지지되기 때문에 쉘 측의 유체 흐름에 대한 장애의 문제가 일어나지 않는다. 이렇게 해서 관의 높은 충진 밀도(삼각형 피치로 배열되는 관에 필적함)를 위해, 최대한의 기계적 안정성 및 강도, 그리고 최적의 쉘 측 유체 흐름이 제공된다. 이는 종래기술에 대비되는 장점이 된다. 비교로, US 4 143 709 의 삼각형 피치로 배열되는 관을 위한 지지부의 두 실시예에서(도 3 및 4 참조), 지지하는 교차-래스의 폭은 인접 관 사이의 최단 거리 보다 더 작게 선택되어야 한다.

도 2 를 참고하여 설명된 지지판의 배열의 기하학적 특성은 각 지지판이 특성 방향 (50) 과 그리고 특성 방향에 수직한 방향을 따라 동일한 반복길이를 갖는 격자를 형성한다는 것이다. 일반적인 익스팬디드 금속에서 신장 방향에서의 반복길이는 신장 방향에 수직한 방향에서의 반복길이보다 항상 작다. 본 발명은 도 2 와 같이 배열된, 또는 더 일반적으로는 지지판이 서로 90도 회전되어 배열된 지지판 (21,22,...,25) 으로 사용될 수 있는 익스팬디드 금속을 제공한다.

익스팬디드 금속에서 개구부의 기하학적 모양이 도 2 에서 나타낸 개구부의 이상적인 절두 마름모꼴로부터 벗어난 경우에 대해 설명한다. 도 2 에서 실질적으로 절두 마름모꼴 개구부의 실제 형상을 나타내는 본 발명에 따른 익스팬디드 금속의 실시예를 도 3 에 나타내었다. 도 2 에서 사용된 참조번호에 대응하여 도 3 에서 사용된 참조번호에는 " ' " 이 부여되었다.

신장 방향은 특성 방향 (50) 이다. 신장 각도는 도 2 에서 각도 α 에 대응한다. 즉, 익스팬디드 금속은 과잉신장된다(신장 각도 120도).

도 3 의 익스팬디드 금속 시트 (20) 는 가상의 엇갈린 평행한 점선을 따라 금속 시트를 절개함에 의해 제조된다. 절개(slitting)에 이어서, 시트는 선 (50') (특성 방향) 의 방향을 따라 신장된다. 신장 전의 슬릿은 도 3 에서 보이는 코너 점들의 쌍들, 예를 들어, 81 및 82, 83 및 84, 85 및 86, 87 및 88, 89 및 90, 91 및 92, 93 및 94 에 대응한다. 연결부(가상의 점선을 따른 비절개부)의 길이는 비교적 긴데 즉, 스트랜드(연결부 사이의 교차-래스)의 길이의 약 1/5 보다 길다. 예를 들어, 점 82 및 83 사이 또는 점 86 및 87 사이의 거리(연결부의 길이)는 점 81 및 86 사이의 또는 점 88 및 93 사이의 거리(스트랜드의 길이)와 비교된다. 익스팬디드 금속 시트에서 개구부의 절두 마름모꼴은 코너 점 (81,82,...,94) 들이 고려될 때 가장 적절하다.

실제 익스팬디드 금속의 스트랜드, 예를 들어 개구부 31'에 속하는 41', 42', 43' 및 44'는 다소 S-자 형상이다. 또한, 스트랜드와 연결부는 그 길이 둘레로 비틀려 있어, 단면이 축소되고 쉘 측에서 유체 흐름에 대한 저항성이 감소된다. 예를 들어, 도 2 에서 보여진 배열에서 직경 19 mm 이고 관들 사이의 최단 간격이 6 mm 인 관은 2 mm 두께의 강으로 제조된 익스팬디드 금속 판으로 지지될 수 있고, 여기서 신장 전의 슬릿들은 8 mm 간격으로 떨어진 엇갈린 평행한 점선을 따라 배열된다. 신장 중에 발생하는 스트랜드와 연결부의 비틀림으로 인해, 횡단면에서 스트랜드와 연결부의 유효 폭은 관이 지지되는 지점에서 최대 6 mm 이다. 또한, 스트랜드와 연결부가 기울어져 있기 때문에, 쉘 측에서 유체 흐름에 가해지는 저항은 기울어지지 않은 교차-래스의 경우보다 작다.

각 개구부에 속하는 두 코너 점에서, 예를 들어 개구부 (31') 의 코너 점 (85,86) 에서 개구부는 날카로운 노치를 갖는다. 개구부의 나머지 부분은 부드러운 곡선으로 되어 있다. 따라서, 익스팬디드 금속에 형성된 개구부의 전체 형상은 어느 정도 이중 종 형상이다.

신장 방향으로 인접하는 실질적인 V-자 형상의 한 쌍의 스트랜드의 중심부에의해 규정되는 신장 각도 (α) 가 개구부 (34') 에 나타나 있고, 이 실시예에서는 실제 120 도까지 가능하게 된다. 도 2 에 나타난 이상적인 개구부의 형상이 아닌 어떠한 경우에도, 익스팬디드 금속 시트 (20) 는 신장 방향 (50) 과 그리고 신장 방향에 수직인 방향을 따라 동일한 반복길이를 갖는다. 즉, 점 51'와 52' 사이 및 점 53'와 54' 사이의 거리는 점 51'와 53' 사이 및 52'와 54' 사이의 거리와 동일하다.

도 4 는 도 2 에 도시된 바와 같은 두 익스팬디드 금속 시트가 미국 특허 4 143 709 와 유사하게 옆으로 변위되어질 때 형성되는 지지 통로를 나타낸다. 도 4 에는 도 2 의 지지판 (21') 과 그 뒤에 이와 동일한 지지판 (22') 이 나타나 있다. 판 22' 은 판 21' 에 대하여 신장 방향 (50') 에 수직한 방향으로 (또는 신장 방향을 따라) 반복 길이의 절반만큼 옆으로 이동되어, 지지판 (22') 연결부의 중심점 (예컨대 55', 56', 57') 의 투영점은 지지판 (21') 의 개구부의 중심에 있게 된다. 신장 방향 (50') 은 또한 지지판 (22') 의 신장방향이 된다. 도 4 에서 보는 바와 같이, 옆으로 이동한 결과, 두 종류의 지지 통로가 형성된다. 몇개만 표시된 지지통로 (70a) 는 단면에서 두 개의 노치형 코너 점을 가지며, 다른 종류의 지지통로 (70b) 는 단면에서 어떠한 노치형 코너 점도 가지지 않는다 (명확성을 위해 일부 지지 통로에만 도면 부호가 제공되어 있다). 개구부 크기에 대한 스트랜드의 폭이 명확성을 위해 다소 과장되었기 때문에 단면의 차이가 다소 크게 나타난다. 동일한 평행 관다발이 도 4 에서와 같은 배열에 의해 지지된다면, 상기 관의 최대 직경은 지지통로 (70a) 에 의해 결정되며, 상기 관은 더 큰 지지통로 (70b) 에서는 완전히 지지되지 않는다.

도 5 는 본 발명에 따라 양 방향에서 동일한 반복 길이를 지닌 익스팬디드 금속로 얻어진 지지 통로의 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 5 는 도 2 를 참조하여 설명된 지지판의 배열과 유사하며, 지지판 (21', 22") 은 도 3 에 도시된 것과 동일한 익스팬디드 금속 시트로 만들어졌다. 지지판 (21') 뒤에 있는 지지판 (22") 은 지면에서 90도 회전되었으며, 지지판 (22") 의 연결부의 중심점 (예컨대, 55", 56", 57") 의 투영점이 지지판 (21') 의 개구부의 중심에 있도록 배치되어 있다. 본 발명에 따른 이러한 배열에서는 한 종류의 지지 통로 (70') 만이 형성된다 (명학성을 위해 일부 지지 통로에만 도면 부호가 제공되어 있다). 지지 통로의 각 단면 예컨대, 통로 (71') 의 단면은 다섯 개의 변으로 정해지며, 이 변 중 하나는 예컨대 개구부 (62') 의 연결부로 형성되며, 두개의 변은 이 연결부의 끝에서 뻗어있는 스트랜드로 형성되며, 다른 두 변은 다른 지지판에 있는 한쌍의 V 자형 스트랜드 (예컨대, 43' 과 44') 로 형성되어 있다. 지지 통로의 각 단면은 하나의 노치형 코너 점 (예컨대, 코너 점 "86") 을 가진다. 따라서, 본 발명은 이상적인 절두 마름모꼴이 아니더라도, 익스팬디드 금속으로 만들어진 지지판으로 비교적 균일한 지지 통로의 배열을 이룰 수 있다.

본 발명에 따른 익스팬디드 금속 시트 (120) 의 다른 실시형태를 개략적으로 나타내는 도 6 을 참조한다. 익스팬디드 금속 시트의 도시된 부분은 도 1 에서의 지지판 (21) 과 유사하게 본 발명에 따른 평행 관 다발을 위한 지지판 (121) 의 중심부이다.

익스팬디드 금속 시트 (120) 는 금속 시트를 가상의 엇갈린 평행 점선을 따라 절개하여 만들어진다. 이 절개에 이어서, 시트는 선 (150) 의 방향을 따라 신장된다. 신장 전의 상기 슬릿은 도 6 에 나타낸 코너 점의 쌍들 예컨대, "131", "132"; "133", "134"; "135", "136"; "137", "138"; "139", "140"; "141", "142"; "143", "144"; "145", "146"; "147", "148" 에 대응한다. 연결부의 길이 (가상 점선을 따른 비절개부) 는 훨씬 짧다 (즉, 스트랜드 길이 (신장 전 절개부의 길이와 같다) 의 약 1/5 보다 작다). 예컨대, 점 138 과 점 139 사이의 거리 또는 점 142 와 점 143 사이의 거리 (연결부 길이) 는 점 134 와 점 137 사이의 거리 또는 점 138 과 점 144 사이의 거리 (스트랜드의 대략 길이) 와 비교된다. 개구부 크기에 대한 스트랜드의 폭은 명확성을 위해 다소 과장되어 있다.

익스팬디드 금속 시트 (120) 는 규칙적인 개구부 격자를 형성하며, 개구부 (161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169) 가 나타나 있다. 각 개구부는 신장 방향으로 이웃하는 두 쌍의 스트랜드 및 V 자 형상의 단부에서 두 쌍의 스트랜드를 상호연결하는 두개의 연결부로 형성된다. 예컨대, 개구부 (164) 는 한 쌍의 스트랜드 (171) 와 (172), 한 쌍의 스트랜드 (173) 와 (174) 및, 점 (134) 과 점 (135) 사이의 연결부, 점 (142) 과 점 (143) 사이의 연결부로 형성된다. 스트랜드의 각 쌍은 일반적으로 V 자 형상을 이루고 동일한 신장각을 가진다.

도 6 의 실시형태에서, 방향 180 을 따른 연결부의 길이는 신장 방향 (150) 을 따른 연결부의 폭 보다 다소 크다. 따라서, 신장각은 90도보다 크다 (즉, 연결부 중심점에 의해 형성된 격자가 규칙적인 정사각형이다). 따라서, 시트 (120) 는 본 발명에 따른 익스팬디드 금속의 과잉 신장된 시트이다. 연결부 중심점은 연결부를 형성하는 코너 점 사이 (예컨대, 점 134 와 점 135 사이 또는 점 142 와 점 143 사이) 에 대칭인 지점이며, 도면부호 "181", "182", "183", "184" 만이 명확성을 위해 도면에 표시되어 있다. 코너 점은 익스팬디드 금속을 신장시키기 전의 슬릿부의 끝점을 나타낸다. 익스팬디드 금속 시트 (120) 에 의해 형성된 규칙적인 격자의 반복 길이 (신장 방향과 이 신장 방향에 수직한 방향에서의 반복 길이 모두) 는 두 연결부 중심점 사이의 최단 거리에

를 곱한 것과 같다.

실제 익스팬디드 금속의 스트랜드 (예컨대, 171, 172, 173, 174) 는 다소 S 자 형상이다. 또한, 스트랜드는 그들의 길이방향 축선 둘레로 비틀려져 있어, 단면이 줄어들며 쉘측 유체 유동에 대한 저항이 감소된다. 각 개구부에 속하는 두 코너 점에서 예컨대, 개구부 (164) 의 코너 점 (137, 138) 에서 그 개구부는 예리한 노치를 갖는다. 개구부의 잔여부는 비교적 부드러운 곡선으로 되어 있다.

각 개구부는 두 개의 거울 대칭 축선을 가진다. 예컨대, 개구부 (169) 는 신장 방향 (150) 과 코너 점 (147) 및 코너 점 (148) 을 통과하면서 상기 신장 방향에 수직한 선 (180) 을 따른 두 개의 거울 대칭 축선을 가진다. 익스팬디드 금속에서 개구부의 정사각형으로 부터 벗어나 있기 때문에 (약간 S 자형 스트랜드), 두 대칭 축선 (150, 180) 은 서로 상당히 다르다. 따라서, 신장 방향을 따른 거울 대칭 축선 (150) 은 유일하며, 특성 거울 대칭 축선으로서 선택된다. 동시에 선 (150) 은 지지판 (121) 의 특성 방향이 된다. 또한, 90도회전에 대한 회전 대칭이 없으며, 신장 방향 (150) 으로부터 45도인 방향에서는 거울 대칭 축선이 없다. 이는 완전한 정사각형과는 다르며 또한 두 개 이상의 거울 대칭 축선을 가지는 미국 특허 4 143 709 에 공지된 대체로 정사각형인 개구부 형상과도 다르다.

도 7 은 도 6 에 나타낸 바와 같은 두 익스팬디드 금속 시트가 미국 특허 4 143 709 와 유사하게 옆으로 변위된 경우에 얻어질 수 있는 지지 통로를 나타낸다.

도 7 은 도 1 에 대한 도 2 와 유사하게 도 6 의 지지판 (121) 과 이 지지판 뒤에 있는 이와 동일한 지지판 (122) 을 나타낸다.

지지판 (122) 은 지지판 (121) 에 대하여 선 (180) 을 따라 반복 길이의 절반만큼 옆으로 이동되어, 지지판 (122) 연결부의 중심점의 투영점이 지지판 (121) 의 개구부 중심에 위치하여 있다. 이 도에는 이러한 예에서 옆으로 이동된 결과, 두 형태의 지지 통로가 형성된 것이 나타나 있다. 이 도에는 단면에서 두 개의 노치형 코너 점을 지닌 지지 통로 (190a) 와 단면에서 노치형 코너 점이 없는 지지 통로 (190b) 가 나타나 있다. 명확성을 위해 일부의 지지 통로에만 도면 부호가 주어져 있다.

도 8 은 도 6 의 익스팬디드 금속의 두 지지판을 서로에 대해 회전시켜 얻은 지지 통로의 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 8 은 도 2 및 도 5 를 참조로 설명한 지지판의 배치와 유사하나, 지지판 (121, 122') 은 도 6 에 도시된 것과 동일한 익스팬디드 금속시트로 만들어진다. 지지판 (121) 뒤에 위치하는 지지판 (122') 은 본 발명에 따라 특성 방향 (지지판 (122') 의 신장 방향 (150') 과 지지판 (121) 의 신장 방향 (150) 과 평행함) 이 지면에서 서로에 대하여 90도회전하여 배치되어 있다. 지지판은 지지판 (122') 의 연결부 중심점의 투영점이 지지판 (121) 의 개구부부 중심에 위치하도록 배치되어 있다. 본 발명에 따른 익스팬디드 금속의 이러한 배열에서 격자들은 일치하며, 한 종류의 지지 통로 (190) 만이 형성되어 있다 (명확성을 위하여 일부의 지지 통로에만 도면 부호가 제공되어 있다).

지지 통로의 각 단면 (예컨대, 통로 (191) 의 단면) 은 네 개의 변으로 경계가 정해지며, 이들 변 중 2 개는 연결부의 코너 점 (예컨대 코너 점 "137") 으로부터 뻗은 V 자 형상의 스트랜드 쌍 (예컨대, 스트랜드 171, 172) 으로 되어 있으며, 다른 두 변은 다른 지지판 (122') 에 있는 연결부 (예컨대, 연결부 "195") 로 부드럽게 연결된 두 개의 스트랜드로 되어 있다. 또한, 지지 통로의 각 단면은 하나의 노치형 코너 점 (예컨대, 코너 점 "137") 을 가진다. 또한, 본 발명은 이러한 실시형태에서 이상적인 절두 마름모꼴이 아니더라도, 익스팬디드 금속으로 만들어진 지지판으로 비교적 균일한 지지 통로를 제공한다.

신장 방향과 이 신장 방향에 수직한 방향에서 동일한 반복길이를 제공하는 것은 신장각이 요구되는 연결부 및 스트랜드의 상대적 크기에 따른다. 일반적으로, 스트랜드에 대하여 연결부가 더 길수록 (즉, 제조 동안에 가상 점선을 따른 슬릿에 대한 비 슬릿부가 더 길수록), 신장각은 더 크게 된다.

도 5 또는 도 8 에서와 같은 배열을 갖는 지지 통로로 형성된 지지 통로는 열교환기에 사용되는 표준관을 잘 지지할 수 있는 크기이다. 표준 직경은 예컨대, 19.05mm (3/4 인치), 20mm, 25mm, 25.4mm (1 인치) 이다. 관 표면 사이의 표준 최단 거리는 6mm 또는 6.35mm (1/4 인치) 이다.

약 6m 길이와 1 ~ 3m 직경의 일반적인 열 교환기에는, 몇백에서 수천 개의 관이 배치되어 있다. 숙련된 작업자는 지지 배플의 간격 및 치수를 어떻게 정할지를 알고 있다. 일반적인 간격은 관의 길이 방향으로 10 ~ 70cm 이다. 지지판의 두께는 주로 기계적 요구조건에 의해 결정되며, 일반적으로 1.6mm ~ 5mm 범위에 있을 수 있다.

필수적인 요구사항은 아니지만 익스팬디드 금속은 평면 형상으로 이루어질 수도 있다.

본 발명의 특정 응용분야는 예컨대, 에틸렌 산화물의 생성에 사용되는 바와 같이 쉘 내의 관다발을 포함하는 화학적 반응기에 사용될 수 있다. 실제 개방 관 지지 구조물이 종종 요구되어 진다.

본 발명에 따른 과잉 신장된 익스팬디드 금속은 어떠한 적절한 방법으로도 만들어질 수 있다. 이는 기본적으로 익스팬디드 금속의 제조를 위한 일반 기술을 사용하여 큰 신장각으로 신장시키는 단일 단계로 이루어질 수 있다. 또한, 제 1 단계에서 중간 제품으로서 일반적인 익스팬디드 금속을 또한 만들 수 있으며, 과잉 신장된 익스팬디드 금속을 얻기 위해서 제 2 단계에서 중간 제품을 과잉 신장시킬 수 있다. 분명한 것은 제 2 단계는 다른 공급원 (예컨대, 시중에서 구입) 으로 부터 구입한 일반적인 익스팬디드 금속에도 적용될 수 있다는 것이다.

금속 또는 중간 제품이 절개되도록 신장력이 가해지면, 길이 방향 신장이 될 때 횡방향 수축이 일어나게 된다. 이러한 효과는 높은 신장 각도 특히, 약 85도 이상의 신장 각도에서 가장 현저하다.

도 9 및 도 10 을 참조로 하면, 익스팬디드 금속을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시형태를 이하에 설명할 것이다. 도 9 는 금속 시트를 절개하고 신장시켜 만든 일반적인 익스팬디드 금속 시트 (201)(의 일부) 를 나타낸다. 도 9 의 시트 (201) 에는 개구부 (205) 의 격자를 형성하는 프리 익스팬디드 금속이 나타나 있다. 각 개구부는 네 개의 스트랜드 (208) 와 두 개의 연결부 (210) 로 이루어져 있다. 명확성을 위하여 몇 개의 개구부, 연결부 및 스트랜드에 대해서만 도면부호가 나타나 있다. 격자는 신장 방향 (215) 으로 제 1 반복 길이 (A) 와 이 신장 방향 (215) 에 수직한 방향 (218) 으로 제 2 반복 길이 (B) 를 가진다. A/B 의 비는 1 미만이다.

반복 길이의 소망하는 비율을 얻기 위한 제 2 신장 단계는 일 단부에 후크 (228a, 228b, 228c, 228d) 를 가지며 타단부에서는 슬라이딩 가능하게 장착되는 복수의 아암 (225a, 225b, 225c, 225d) 을 지닌 공구 (220) 를 사용하여 실행되며, 아암의 타단부측 (229) 에서 신장력이 가해진다. 후크를 지닌 아암은 힘 전달기로서 역할하며, 방향 (218) 을 따라 다수의 연결부와 함께 작동한다. 화살표 (230) 의 방향으로 신장력이 가해질 때, 아암 (225) 은 방향 (218) 을 따른 익스팬디드 금속 시트 (201) 의 수축에 따라 서로 근접하도록 이동할 수 있게 된다. 아암은 평행하게 유지되어, 신장력은 익스팬디드 금속에 균일하게 배분된다. 이러한 방법으로 최종 익스팬디드 금속에서 개구부의 소망하는 균일한 형상과 반복 길이로부터의 편차가 최소로 된다. 마지막 상태를 도 10 에 나타내었으며, 이러한 예에서 반복 길이 (A') 와 (B') 는 같다.

수동적으로 아암이 함께 이동하는 것 대신에, 이 아암은 평행한 상태로 능동적으로 이동될 수도 있다.

아암은 또한 익스팬디드 금속의 더 많은 또는 다른 지점 (예컨대, 방향 (215) 을 따른 다른 지점) 과 함께 작동하도록 배치될 수 있다.

강성 아암 대신에, 가요성 케이블 또한 사용될 수 있다. 신장력이 가해지는 측면 (229) 에서 아암 또는 케이블을 슬라이딩 가능하게 하는 대신에, 상기 측면에서 아암 또는 케이블을 충분히 길게 피봇가능하게 하면, 신장 동안의 후크의 횡방향 이동으로 인하여 평행 배치로부터의 벗어남이 발생하더라도 무시할 수 있다. 이러한 경우는 예컨대, 신장 과정에서 아암 또는 케이블 사이의 최대각이 10도미만인 때이다.

도 11 을 참조하면, 프리 익스팬디드 금속을 최종 형상으로 신장시키는데 사용될 수 있는 다른 공구가 개략적으로 나타나 있다. 공구 (301) 는 힌지식 격자로 이루어져 있다. 도시된 실시형태에서, 상기 공구는 바 (305a, 305b, 305c, 305d) 과 바 (306a, 306b, 306c, 306d) 의 형태로 된 두 세트의 평행 요소로 이루어진 규칙적인 격자이다. 일 세트의 각 바는 다른 세트의 모든 바에 피봇가능하게 연결되어 있다. 도시된 실시형태에서, 모든 쌍의 이웃하는 평행 바 사이의 간격은 동일하다.

명확성을 위하여 오직 몇 개의 조인트 (310a, 310b, 310c, 310d, 310e) 에만 도면 부호가 나타나 있다. 격자 형상의 특성은 바 세트 사이의 공구각 (β) 으로 규정될 수 있다. 도시된 규칙적인 격자에 있어서 특정각은 제 1 방향 (315) 과 제 2 방향 (318) 에서의 특정 반복 길이 (a) 와 (b) 에 대응하며, 상기 제 1 및 제 2 방향은 격자 개구부 (325) 의 대각선을 따르는 것이 바람직하다.

다른각 및 반복 길이의 다른 비를 가지는 다른 형상이 이루어지도록 공구는 피봇될 수 있다. 긴 반복 길이가 짧아진다면, 동시에 짧은 반복 길이는 증가한다. 공구각 (β) 이 90도일 때, 반복 길이는 같아진다.

조인트에서 바를 연결하는 피봇들은 격자 평면 밖으로 일정 거리로 적절히 돌출되어 있어, 힘 전달기로서 역할을 할 수 있다. 힘 전달기는 익스팬디드 금속과 상호작용하도록 적절히 형성되어져 있다.

프리 익스팬디드 금속을 최종 상태로 신장시키기 위해서, 공구는 제 1 공구각 (β) 을 가지는 제 1 형상으로 되어, 프리 익스팬디드 금속과 연결된다. 그 후, 공구는 제 2 공구각 (β) 을 가지는 제 2 형상으로 변한다. 힘 전달기는 일 방향 (315) 으로 서로 멀어지며, 동시에 수직 방향 (318) 으로는 서로 가까워지도록 이동한다. 힘 전달기는 익스팬디드 금속의 복수의 지점과 상호작용하여 신장 방향으로 신장력과 이 신장 방향에 수직한 방향으로는 압축력이 동시에 가하여 익스팬디드 금속이 소망하는 형상이 되도록 한다.

이제 도 12 및 도 13 을 참조한다. 도 12 는 도 9 를 참조로 이미 설명된 바와 같이 일반적인 익스팬디드 금속의 시트 (201)(의 일부) 를 다시 나타낸다. 시트 (201) 의 개구부 (205) 에 도 11 의 공구 (301) 와 유사한 공구 (331) 가 나타나 있으며, 유사 부분은 동일 도면 번호로 나타나 있다. 공구각 (β) 이 신장각과 일치할 때 프리 익스팬디드 금속에 의해 형성된 격자와 일치하도록 공구 (331) 의 격자가 선택된다.

시트 (201) 의 각 개구부에서 힘 전달기 (335) 가 공구 (331) 의 조인트 (310) 위에 배치되어 있다. 이러한 도에서 조인트 (310) 는 힘 전달기가 존재하지 않는 경계에만 나타나 있다. 힘 전달기는 모두 같은 크기 및 형상이며, 이 힘 전달기 각각은 프리 익스팬디드 금속의 개구부의 노치형 코너 점을 향하여 뻗어있는 테이퍼 단부로 기다랗게 되어 있다. 공구각이 증가하도록 공구가 힌지될 때, 힘 전달기는 프리 익스팬디드 금속의 스트랜드와 연결되어, 이 스트랜드는 방향 (215) 으로 신장됨과 동시에 방향 (218) 으로 수축한다.

도 13 에는 최종 상태가 도시되어 있다. 이러한 실시형태에서 힘 전달기의 길이 방향 길이는 방향 (218) 에서 노치형 코너 점 사이에서의 개구부의 최종 폭을 결정한다. 이와 동시에, 신장 단계에서 얻어질 수 있는 최대 공구각은 이러한 길이로 결정되어, 공구각을 최대로 증가시켜 개구부의 소망하는 크기를 얻는다. 이러한 예에서 방향 (218) 으로 힘 전달기 (335) 의 길이는, 스트랜드 길이 및 연결부 두께와 같은 익스팬디드 금속의 파라메타를 고려하여 최종 익스팬디드 금속이 반복 길이의 소망하는 비율 즉, 신장 방향 (215) 과 이 신장 방향에 수직한 방향 (218) 각각을 따라 동일한 반복 길이 (A', B') 를 갖도록 이러한 예에서 선택되어 진다.

신장 동안에 힘 전달기는 그의 길이 방향이 신장 방향에 수직하게 유지하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이는 예컨대 레일을 익스팬디드 금속 평면 밖의 소정 거리로 배치하여 달성될 수 있으며, 신장 동안 힘 전달기는 그 형상 (또는 이 힘 전달기가 연결된 조인트) 에 의해 상기 레일에서 슬라이딩 될 수 있어 그 방향을 유지할 수 있다.

Claims (1)

1. 금속 시트를 절개하고 신장 방향을 따라 신장시켜 만들어지는 익스팬디드 금속 시트로서, 이 익스팬디드 금속의 시트는, 신장 방향으로의 제 1 반복 길이와 상기 신장 방향에 수직한 방향으로의 제 2 반복 길이를 가지는 개구부 격자를 가지며, 제 1 및 제 2 반복 길이 사이의 편차는 제 1 및 제 2 반복 길이가 실질적으로 동일하도록 2% 이하이고, 각 개구부는, 신장 방향으로 연결되어 있으며 또한 신장각을 규정하는 실질적으로 V 자 형상의 두 쌍의 스트랜드 및 V 자 형상의 단부에서 두 쌍의 스트랜드를 상호연결하는 두개의 연결부로 형성되며, 신장각은 85도 이상인 것을 특징으로 하는 익스팬디드 금속 시트.

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