KR20120086247A - Seamless Cylindrical Metal Fiber Mat and Method of The Same - Google Patents
Seamless Cylindrical Metal Fiber Mat and Method of The Same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120086247A KR20120086247A KR1020120002315A KR20120002315A KR20120086247A KR 20120086247 A KR20120086247 A KR 20120086247A KR 1020120002315 A KR1020120002315 A KR 1020120002315A KR 20120002315 A KR20120002315 A KR 20120002315A KR 20120086247 A KR20120086247 A KR 20120086247A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal fiber
- fiber mat
- mat
- cylindrical metal
- seamless cylindrical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
- B21F27/00—Making wire network, i.e. wire nets
- B21F27/02—Making wire network, i.e. wire nets without additional connecting elements or material at crossings, e.g. connected by knitting
- B21F27/06—Manufacturing on twister-gear machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/26—Methods of annealing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/12—Radiant burners
- F23D14/126—Radiant burners cooperating with refractory wall surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/48—Nozzles
- F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2203/00—Gaseous fuel burners
- F23D2203/10—Flame diffusing means
- F23D2203/103—Flame diffusing means using screens
Abstract
Description
본 발명은 원통형 표면 연소 버너에 사용되는 금속 섬유 매트의 제조에 관한 것으로, 특히, 용접부와 같은 이음매가 없는 원통형 금속 섬유 매트와 그 제조 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the manufacture of metal fiber mats for use in cylindrical surface combustion burners, and more particularly, to a seamless cylindrical metal fiber mat such as welds and a method of manufacturing the same.
일반적으로 원통형 버너는 원형 타입의 열교환기에 적용되는 버너로서 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내부 분배판(Internal distributor)(11)과, 상기 내부 분배판(11)의 외측에 구비되는 외부 분배판(External distributor)(12)과, 상기 외부 분배판(12)의 외주면에 부착되는 금속 섬유 매트(13)와, 상기 내부 분배판(11)과 상기 외부 분배판(12)의 양단에 각각 결합되는 플랜지(14) 및 엔드 캡(End Cap)(15)으로 구성된다.In general, a cylindrical burner is a burner applied to a heat exchanger of a circular type, as shown in FIGS. 1 and 2, an
이 경우, 종래에는 상기 금속 섬유 매트(13)가 상기 외부 분배판(12)에 용접을 통해 접합됨으로써 문제가 되었다. 구체적으로, 종래에는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 금속 섬유 매트(13)를 원통형 버너(10)의 높이와 상기 외부 분배판(12)의 원주에 대응하는 길이로 재단하고, 상기 금속 섬유 매트(13)의 일단부를 상기 외부 분배판(12)에 용접(W)한 후 상기 금속 섬유 매트(13)가 상기 외부 분배판(12)에 완전히 밀착되도록 타단부를 팽팽하게 당겨 감싼 다음 최초 용접 부위(W)에 덧대어 용접(W')하는 방식으로 부착이 이루어졌다.In this case, conventionally, the
그러나 상술한 바와 같이 상기 금속 섬유 매트(13)를 용접에 의해 부착하면 용접된 부분(W, W')의 기공이 막혀 예혼합 가스가 통과하지 못하게 됨으로써 화염이 생성되지 않는 문제점이 있었다. 또한, 상기 금속 섬유 매트(13)를 부착할 때에는 예혼합 가스가 누출되지 않도록 결과 방향성을 고려하여 최대한 조밀하게 용접을 하기 때문에 작업에 많은 시간이 소요될 뿐 아니라 이와 같이 접합하더라도 용접된 부분(W, W')이 버너의 화염면 내부에 위치하여 장시간 사용시 가열과 냉각이 반복되어 크랙이 발생하거나 인접 부분이 찢어지는 등의 문제점이 있었다.However, as described above, when the
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 용접부를 제거하여 내구성과 작업성을 향상시킬 수 있는 심리스 원통형 금속 섬유 매트와 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a seamless cylindrical metal fiber mat and a method of manufacturing the same, which can improve the durability and workability by removing the weld.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,As a means for solving the above technical problem,
본 발명은, 표면 연소 버너의 분배판 외측에 설치되는 금속 섬유 매트에 있어서, 일체의 원통형으로 이루어져 상기 분배판의 외측에 삽입 방식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 심리스 원통형 금속 섬유 매트를 제공한다.The present invention provides a seamless cylindrical metal fiber mat, wherein the metal fiber mat provided on the outside of the distribution plate of the surface combustion burner is integrally formed in a cylindrical shape and mounted on the outside of the distribution plate in an inserting manner.
이 경우, 상기 심리스 원통형 금속 섬유 매트는 편직 매트인 것이 바람직하다.In this case, the seamless cylindrical metal fiber mat is preferably a knitted mat.
이 경우, 상기 심리스 원통형 금속 섬유 매트의 소재는 철-크롬 합금 또는 스테인레스스틸인 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the material of the seamless cylindrical metal fiber mat is iron-chromium alloy or stainless steel.
이 경우, 상기 철-크롬 합금은 크롬(Cr): 18~27중량%, 알루미늄(Al): 3~7중량%, 잔부 철을 포함할 수 있으며, 0.05~0.5중량%의 지르코늄(Zr) 및 이트륨(Y)을 더 포함하는 것도 가능하다.In this case, the iron-chromium alloy may include chromium (Cr): 18 to 27% by weight, aluminum (Al): 3 to 7% by weight, balance iron, and 0.05 to 0.5% by weight of zirconium (Zr) and It is also possible to further contain yttrium (Y).
또한, 본 발명은, (a) 금속 섬유 다발에 길이 방향으로 다수의 요철을 형성하는 단계와, (b) 상기 금속 섬유 다발을 2중 조직으로 편직하는 단계와, (c) 상기 (b) 단계에서 얻어진 편직물을 소둔 처리하는 단계와, (d) 상기 편직물을 평탄화하는 단계 및 (e) 상기 편직물을 원통형으로 형성하는 단계를 포함하는 심리스 원통형 금속 섬유 매트의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention, (a) forming a plurality of irregularities in the longitudinal direction on the metal fiber bundle, (b) knitting the metal fiber bundle into a double tissue, (c) step (b) It provides a method for producing a seamless cylindrical metal fiber mat comprising the annealing treatment of the knitted fabric obtained in (d), (d) flattening the knitted fabric and (e) forming the knitted fabric into a cylindrical shape.
본 발명에 따르면, 금속 섬유 매트의 용접부를 제거함으로써 발열면의 손실을 최소화하고, 내구성을 확보할 수 있으며, 그 결과 품질을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by removing the weld of the metal fiber mat, it is possible to minimize the loss of the heating surface, to ensure durability, and as a result, to improve the quality.
또한, 원통형의 금속 섬유 매트를 외부 분배판에 씌우기만 하면 되기 때문에 조립성이 향상되어 생산 시간이 단축되는 것은 물론 생산 원가 절감이 가능하고 자동화도 가능한 장점이 있다.In addition, since the cylindrical metal fiber mat only needs to be covered on the external distribution plate, the assembly performance is improved, as well as the production time is shortened, and the production cost can be reduced and the automation is also possible.
아울러, 금속 섬유 매트가 원통형 버너의 외경에 맞게 제작되기 때문에 자재 손실이 없고 다양한 직경 및 높이를 가지는 버너에 용이하게 적용할 수 있다.In addition, since the metal fiber mat is manufactured to the outer diameter of the cylindrical burner, it can be easily applied to the burner having no material loss and having various diameters and heights.
도 1은 원통형 버너의 분해사시도,
도 2는 원통형 버너의 조립도,
도 3은 종래기술에 따른 금속 섬유 매트와 그 부착 방법을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심리스 원통형 금속 섬유 매트와 그 부착 방법을 도시한 도면,
도 5는 표면 연소 버너의 연소 원리를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심리스 원통형 금속 섬유 매트의 편직시 루프를 형성하는 과정을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심리스 원통형 금속 섬유 매트의 제조 방법을 도식화한 도면.1 is an exploded perspective view of a cylindrical burner,
2 is an assembly view of the cylindrical burner,
3 is a view showing a metal fiber mat and a method of attaching the same according to the prior art;
4 is a view showing a seamless cylindrical metal fiber mat and a method of attaching the same according to a preferred embodiment of the present invention;
5 shows the combustion principle of a surface combustion burner;
6 is a view illustrating a process of forming a loop when knitting a seamless cylindrical metal fiber mat according to a preferred embodiment of the present invention;
7 is a diagram illustrating a method of manufacturing a seamless cylindrical metal fiber mat according to a preferred embodiment of the present invention.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심리스 원통형 금속 섬유 매트와 그 부착 방법을 도시한 도면이다.4 illustrates a seamless cylindrical metal fiber mat and a method of attaching the same according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심리스 원통형 금속 섬유 매트(130)는 일체의 원통형으로 이루어져 외부 분배판(12)의 외측에 장착된다. 즉, 본 발명에서는 종래 금속 섬유 매트를 용접에 의해 분배판에 부착하는 방식 대신 상기 외부 분배판(12)의 직경과 길이에 따라 원통형으로 제작하여 상기 외부 분배판(12)의 외측에 씌우는 방식을 채택함으로써 내구성, 조립의 편의성, 연소 효율 등을 개선한 것에 기술적 특징이 있다.As shown in FIG. 4, the seamless cylindrical
이 경우, 상기 심리스 원통형 금속 섬유 매트(130)의 소재로는 내열성이 우수한 철-크롬 합금을 사용하며, 구체적으로 18~27중량%의 크롬(Cr)과, 3~7중량%, 바람직하게는 5~7중량%의 알루미늄(Al) 및 잔부 철을 포함할 수 있다. 또한, 상기 철-크롬 합금에 지르코늄(Zr), 이트륨(Y) 등을 0.05~0.5중량%, 바람직하게는 0.1~0.3중량%를 추가하여 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 스테인레스스틸(Stainless Steel)을 사용하는 것도 가능한데, 이 경우에는 스테인레스스틸 316L을 사용하는 것이 바람직하다.In this case, as the material of the seamless cylindrical
한편, 상기 심리스 원통형 금속 섬유 매트(130)는 선경 22~40㎛의 금속 섬유를 0.5~1.5 g/m의 중량이 되도록 금속 섬유 다발을 만들어 제조되며, 이렇게 제조된 금속 섬유 매트는 1,000~2,500 g/㎡의 중량을 가지게 된다. 이 경우, 금속 섬유 다발을 1.5g/m 이상으로 제직하면 금속 섬유 다발의 두께가 두꺼워져 원통형 금속 섬유 매트의 직경이 작을 경우 편침의 배치가 너무 좁아짐으로써 제직이 어렵고, 연신율이 작아 제직 시 편침이 부러지는 문제가 발생하며, 금속 섬유 다발이 0.5g/m 이하일 경우에는 금속 섬유 다발의 인장력이 약해져 편직 시 끊어지게 됨으로써 불량 발생의 원인이 된다.On the other hand, the seamless cylindrical
또한, 상기 심리스 원통형 금속 섬유 매트(130)의 두께는 1.5~3.5mm인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 표면 연소 미디어로서 두께가 너무 얇거나 두꺼우면 안정적인 연소 형상을 만들어내기 어렵고, TDR(Turn Down Ratio) 10:1의 성능을 가지는 버너의 연소 미디어로서 적용하기 어렵기 때문이다.In addition, the thickness of the seamless cylindrical
본 발명에서 상기 심리스 원통형 금속 섬유 매트(130)는 편직기에 의해 편직된다. 상기 편직기는 환편기의 일종으로 원주 방향으로 바늘이 배열되어 일정한 패턴에 따라 금속 섬유 매트를 편직한다. 이 경우, 상기 심리스 원통형 금속 섬유 매트(130)의 직경은 원통형 버너의 적용 목적에 따라 Ø50~Ø300까지 다양하게 구성될 수 있다. 그러나 이러한 금속 섬유 매트의 직경은 통상 가장 널리 사용되는 것에 대한 것이며, 필요에 따라 Ø300 이상으로 편직하는 것도 물론 가능하다.In the present invention, the seamless cylindrical
이와 관련하여, 이하에서는 직조 매트와 편직 매트의 차이점에 대해 살펴본 후 편직 매트를 채택한 본 발명의 제조 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
In this regard, hereinafter, the difference between the woven mat and the knitting mat will be described in detail with reference to the manufacturing method of the present invention employing the knitting mat.
직조 매트와 편직 매트의 차이Difference between weave mat and knitting mat
배열 형상Array geometry
먼저, 직조 매트는 위사와 경사가 직각으로 교차하면서 제직되는 반면 편직 매트는 루프를 형성하며 조직을 형성하기 때문에 신축성이 좋고 유연하며, 공기 투과도가 높아 연소 미디어용 금속 섬유 매트로서 더 좋은 특성을 가지고 있다.First, weaving mats are woven as wefts and warp yarns cross at right angles, while knitting mats are loopable and form tissues, which are good stretchy and flexible, and have good properties as metal fiber mats for combustion media due to their high air permeability. have.
두께thickness
일반적으로 연소용 금속 섬유 미디어로 적용할 수 있는 직조 매트는 두께가 1.2~1.7mm 정도이고, 편직 매트는 1.5~3.5mm의 두께로 조직 구성을 변경할 수 있는데, 편직 매트는 직조 매트와 달리 루프를 형성할 때 두께 방향으로 3차원 조직 배열이 되기 때문에 직조 매트에 비하여 두껍게 형성할 수 있다.In general, weaving mats that can be applied as metal fiber media for combustion are about 1.2 to 1.7 mm thick, and knitting mats can change the organizational structure to a thickness of 1.5 to 3.5 mm. When forming, since the three-dimensional tissue arrangement in the thickness direction can be formed thicker than the woven mat.
도 5는 표면 연소 버너의 연소 원리를 도시한 도면이다.5 shows the combustion principle of a surface combustion burner.
도 5에 도시된 바와 같이, 표면 연소 버너에서의 연소는 매트의 표면에서 발생되는데, 이러한 매트는 연소 영역과 냉각 영역으로 구분된다. 구체적으로, 연소 영역은 실제 연소가 발생되는 부분으로 1,000℃의 고온이 되고, 냉각 영역은 예혼합 가스가 통과하면서 실제 연소는 발생하지 않고 연소에 의해 고온이 되는 상측 부분을 냉각하게 된다. 이와 같이 표면 연소 버너의 경우 매트 하부에 냉각 영역이 형성되기 때문에 버너 내부로 열전달이 이루어지지 않아 예혼합 가스의 자연 발화 온도 이하로 유지되며, 그 결과 매트의 내구성 향상과 부품 보호 효과를 얻을 수 있다. 따라서 공기 투과도도 동일하다고 할 때 매트의 두께가 두꺼울수록 냉각 영역이 더 넓게 확보되어 내구성이 향상될 수 있는 것이다.As shown in FIG. 5, combustion in the surface combustion burner occurs at the surface of the mat, which is divided into a combustion zone and a cooling zone. Specifically, the combustion region is a portion where actual combustion occurs and becomes a high temperature of 1,000 ° C., and the cooling region cools the upper portion that becomes high temperature by combustion without the actual combustion as the premixed gas passes through. As such, in the case of the surface combustion burner, since a cooling zone is formed at the bottom of the mat, heat transfer does not occur inside the burner, so that it is maintained below the spontaneous ignition temperature of the premixed gas. As a result, the durability of the mat and the protection of parts can be obtained. . Therefore, when the air permeability is also the same, the thicker the mat, the wider the cooling area is secured and durability can be improved.
그러나 직조 매트의 경우 매트의 두께를 늘리기 위해 금속 섬유의 두께를 굵게 하여 제직하는 방법이 있으나, 이와 같이 금속 섬유의 두께를 증가시키면 단위 면적당 금속 섬유의 밀도가 지나치게 높아지기 때문에 공기 투과도가 떨어져 매트의 두께를 2mm 이상 늘리는 것은 불가능하다. 반면, 편직 매트는 루프를 형성하는 방법이 직조 매트처럼 평면 상에서 이루어지는 것이 아니라 공간 상에서 3차원적으로 조직되기 때문에 단위 면적당 금속 섬유 밀도는 동일하지만, 단위 면적당 볼륨이 커져 공기 투과도는 직조 매트와 유사하게 유지하면서 두께를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.However, in the case of the woven mat, there is a method of weaving by increasing the thickness of the metal fiber in order to increase the thickness of the mat, but if the thickness of the metal fiber is increased in this way, the density of the metal fiber per unit area becomes too high, so the air permeability is reduced and the thickness of the mat It is not possible to increase it by more than 2mm. Knitting mats, on the other hand, have the same metal fiber density per unit area because the loop forming method is organized three-dimensionally in space rather than on a plane like a woven mat, but the volume per unit area increases, so that air permeability is similar to that of the woven mat. There is an advantage to increase the thickness while maintaining.
이러한 특성은 연소 미디어 측면에서 연소부를 담당하는 금속 섬유 매트로서 가져야 할 내구성, 예컨대, 넓은 TDR 특성 등을 가질 수 있도록 하며, 이와 같은 이유로 고효율 콘덴싱 보일러 등과 같은 연소 기기에는 편직된 금속 섬유 매트가 더 많이 적용되고 있다.This property allows for the durability of the metal fiber mat, which is responsible for the combustion section in terms of combustion media, for example, a wide TDR characteristic, etc. For this reason, there are more knitted metal fiber mats in combustion equipment such as high efficiency condensing boilers. Is being applied.
연소성능Combustion performance
버너의 성능을 나타내는 성능 지표로 TDR(Turn Down Ratio)이 있다. TDR은 버너에서 구현할 수 있는 최고 출력과 최저 출력의 비율을 나타내는 것으로 TDR이 클수록 하나의 버너에서 다양한 열량 조절이 가능하기 때문에 고효율 연소 시스템에 적용이 가능하게 된다.The performance index indicating burner performance is the TDR (Turn Down Ratio). The TDR represents the ratio of the highest output and the lowest output that can be realized in the burner. The larger the TDR, the more calorie control is possible in one burner, so that it can be applied to a high efficiency combustion system.
표면 연소 버너에 있어 금속 섬유 매트는 Flame Holder의 역할을 하게 되는데, 루프를 형성하며 3차원 조직 구조를 가지는 편직물의 경우 연소 영역을 보다 넓게 확보할 수 있게 된다. 구체적으로, 고부하 연소의 경우 예혼합 가스의 유량이 많아지면서 유속이 빨라지게 된다. 유속이 빨라지면 매트 표면에서 화염이 부상하게 되는데, 편직(니트) 매트의 경우 두께가 두껍고 루프 구조가 3차원 형상을 가지고 있어 직조 매트에 비해 더 높은 출력 범위에서도 화염이 부상하지 않고 안정적으로 연소할 수 있다. 한편, 저부하 연소의 경우에는 연소가 매트의 내부에서 형성되는데 연소 영역이 직조 매트에 비해 넓기 때문에 녹염과 같은 비정상 연소가 발생하지 않고 더 낮은 출력 범위의 영역에서 연소가 가능하다.In surface-burning burners, metal fiber mats act as flame holders, providing a wider combustion area for knitted fabrics that form loops and have three-dimensional tissue structures. Specifically, in the case of high load combustion, the flow rate of the premixed gas increases with increasing flow rate. As the flow rate increases, the flame rises on the surface of the mat.In the case of the knitted mat, the thickness of the knit mat is thick and the loop structure has a three-dimensional shape. Can be. On the other hand, in the case of low load combustion, combustion is formed in the mat, and since the combustion region is wider than the woven mat, abnormal combustion such as rust salt does not occur, and combustion is possible in a region of a lower output range.
열변형Heat deformation
표면 연소 버너의 금속 섬유 매트 표면은 1,000℃ 이상으로 고온이 되기 때문에 연소가 진행되는 동안 금속 섬유 매트를 구성하고 있는 금속 섬유도 늘어나게 된다. 직조 매트의 경우 금속 섬유가 평면 배열을 이루고 있어 신축성이 없기 때문에 열에 의해 늘어나면 매트 뒤에 붙어있는 분배판(타공판)과 이격이 발생하게 되어 냉각 영역이 정상적으로 형성되지 않아 국부 과열에 의한 매트 손상 또는 버너의 역화가 발생하게 된다.Since the surface of the metal fiber mat of the surface combustion burner becomes a high temperature of 1,000 ° C. or more, the metal fibers constituting the metal fiber mat also increase during combustion. In the case of the woven mat, since the metal fibers are in a planar arrangement and there is no elasticity, when they are stretched by heat, they are separated from the distribution plate (perforated plate) attached to the mat, and the cooling area is not formed normally. Backfire occurs.
그러나 편직(니트) 매트의 경우 금속 섬유가 3차원 배열을 가지고 있으며, 매트 자체로 신축성이 좋기 때문에 분배판에 부착 시 일정 이상의 인장력을 유지하도록 팽팽하게 잡아당겨 부착한다. 따라서 열변형으로 인하여 금속 섬유가 늘어난다 하더라도 분배판과 이격이 되지 않는 장점을 가지고 있다. 또한, 냉각 영역이 상대적으로 넓기 때문에 매트의 냉각 영역에 해당되는 금속 섬유들이 늘어나지 않은 상태로 연소가 진행되는 상부 영역을 붙잡아주기 때문에 쉽게 이격되는 현상이 발생하지 않는다.However, in the case of knitted mats, metal fibers have a three-dimensional array, and the mats themselves have good elasticity, and they are pulled and attached to maintain a certain tensile force when attached to a distribution plate. Therefore, even if the metal fiber increases due to the heat deformation has the advantage that it is not spaced apart from the distribution plate. In addition, since the cooling region is relatively large, since the metal fibers corresponding to the cooling region of the mat hold the upper region where combustion proceeds without stretching, the phenomenon of easy separation does not occur.
이상에서 설명한 바와 같이 편직 매트는 직조 매트에 비해 우수한 내구성과 열적 특성을 가지고 있으며, 이러한 특성을 고려하여 본 발명에서는 편직 매트를 채택하였는 바 이하 본 발명에 따른 심리스 원통형 금속 섬유 매트의 제조 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
As described above, the knitting mat has superior durability and thermal properties compared to the woven mat, and in view of the above characteristics, the present invention adopts a knitting mat. Hereinafter, a method of manufacturing a seamless cylindrical metal fiber mat according to the present invention will be described. It demonstrates concretely.
제조 방법Manufacturing method
전처리Pretreatment
먼저, 금속 섬유 다발은 개개의 금속 섬유가 빠지는 것을 방지하고 얽힘성이 향상될 수 있도록 길이 방향으로 0.3mm 내지 50mm의 간격으로 요철을 형성하여 사용할 수 있다. 제직 또는 편직 과정에서 금속 섬유 다발이 길이 방향으로 연신될 때 얽힘성이 좋지 않으면 금속 섬유 가닥이 빠질 수 있기 때문에 얽힘성 향상을 위해 직물을 제직하기 전 요철을 형성하는 것이 바람직하다. First, the metal fiber bundle may be used by forming irregularities at intervals of 0.3 mm to 50 mm in the longitudinal direction to prevent the individual metal fibers from falling out and improve the entanglement. When the bundle of metal fibers is stretched in the longitudinal direction during the weaving or knitting process, it is desirable to form the unevenness before weaving the fabric to improve the entanglement because the metal fiber strands may fall out if the entanglement is not good.
금속 섬유는 일반 섬유와는 달리 연신율이 작기 때문에 직물을 제직하는 과정에서 길이 방향으로 인장력을 받게 되는데, 과도한 인장력이 가해지면 금속 섬유 다발이 끊어지거나 직기의 편침이 부러지게 된다. 따라서 본 발명에서는 금속 섬유 다발에 일정한 간격으로 요철을 형성하여 인위적으로 연신율을 부가함으로써 금속 섬유 다발 또는 편침이 부러지는 것을 방지한 것이다.Unlike ordinary fibers, metal fibers have a low elongation, and thus are subjected to a tensile force in the longitudinal direction during the weaving of the fabric. When excessive tensile force is applied, the metal fiber bundle is broken or the knitting needle is broken. Therefore, in the present invention, by forming irregularities in the metal fiber bundle at regular intervals, artificial elongation is added to prevent the metal fiber bundle or the knitting needle from being broken.
편직Knitting
본 발명에서 편직은 환편기를 적용하여 정해진 치수의 용접 이음부가 없는 원통형 편직물을 편직하는 것을 목적으로 하고 있다. 금속 섬유 다발은 굵기가 굵기 때문에 일반 섬유 편직기로는 편직이 불가능하며 정상적인 연소가 이루어질 수 있도록 촘촘하게 조직을 편직할 수 없다. 또한, 표면 연소 버너용 편직 매트가 가져야 할 성질에서 열에 의한 변형으로 분배판과 이격이 발생하지 않아야 한다.Knitting in the present invention is to apply a circular knitting machine to knit a cylindrical knitted fabric having no weld seam of the specified dimensions. Since the bundle of metal fibers is thick, it is impossible to knit with a normal fiber knitting machine, and it is impossible to knit the tissue tightly so that normal combustion can be achieved. In addition, there should be no separation from the distribution plate due to heat deformation in the properties that the knitting mat for the surface combustion burner should have.
따라서 본 발명에서는 굵기가 굵은 금속 섬유 다발로도 편직이 가능하고 열변형에 대한 저항을 크게 하기 위하여 이중 조직을 가진 편직물 구조가 되도록 구성하였다. 즉, 금속 섬유 편직물을 이중 조직을 갖도록 하여 냉각 영역에 포함되어 있는 2단의 직물이 고온으로 가열되고 있는 1단 부분을 붙잡아 줄 수 있기 때문에 열에 대한 저항성을 향상시킬 수 있으며, 예혼합 가스가 통과하는 경로가 길어져 보다 넓은 영역에서의 연소가 가능하게 된다.Therefore, in the present invention, it is possible to knit with a thick metal fiber bundle, and configured to have a double-structured knit fabric structure in order to increase resistance to heat deformation. In other words, the metal fiber knitted fabric has a double structure so that the two-stage fabric included in the cooling zone can catch the one-stage portion that is heated to a high temperature, thereby improving heat resistance, and the premixed gas passes through. The longer the path is, the more extensive the combustion is possible.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심리스 원통형 금속 섬유 매트의 편직시 루프를 형성하는 과정을 도시한 도면이다.6 is a view showing a process of forming a loop when knitting a seamless cylindrical metal fiber mat according to a preferred embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 1단부는 1번 바늘의 하단코와 2번 바늘의 상단코에서 루프가 형성되며, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 2단부는 1번 바늘의 하단코와 2번 바늘의 하단코에서 루프가 반복 형성되어 편직된다.Specifically, as shown in (a) of FIG. 6, the first end has a loop formed at the lower nose of the first needle and the upper nose of the second needle, and as shown in FIG. Loops are formed and knit in the lower nose of
이렇게 편직된 금속 섬유 매트는 앞, 뒷면의 구분이 생기게 되는데 보통 1단부가 화염이 형성되는 화염부가 되고, 2단부는 냉각 영역에 속하게 되어 열변형이 거의 발생되지 않는 부분이기 때문에 고온이 형성되는 1단부의 열 변형을 잡아주는 역할과, 예혼합 가스의 유동에 난류를 형성하여 예혼합 가스가 매트 표면에서 충분히 연소가 완료되도록 연소 시간을 확보하는 역할을 하게 된다.The metal fiber mat knitted in this way has a distinction between the front and the back. Usually, the first end is a flame part in which a flame is formed, and the second end belongs to a cooling zone, and thus the high temperature is formed because the thermal strain is hardly generated. It serves to hold the thermal deformation of the end, and to form a turbulent flow in the flow of the premixed gas to ensure the combustion time so that the premixed gas is completely burned on the mat surface.
후처리After treatment
상술한 바와 같은 편직 과정에서 금속 섬유에는 인장응력(Stress)으로 인한 잔류응력이 남게 되는데, 이러한 잔류응력은 인장강도와 같은 기계적 특성을 떨어뜨려 금속 섬유 매트의 내구성을 저하시킨다. 따라서 본 발명에서는 이러한 잔류응력을 제거하여 기계적 특성을 복원하기 위해 편직 후 소둔 처리를 한다.In the knitting process as described above, the residual stress due to the tensile stress (Stress) is left in the metal fiber, this residual stress degrades the mechanical properties such as tensile strength to reduce the durability of the metal fiber mat. Therefore, in the present invention, the annealing treatment after knitting to remove the residual stress to restore the mechanical properties.
이 경우, 소둔 공정은 매트를 500~600℃로 가열한 후 서냉하여 잔류응력을 제거한다. 소둔 시 가열은 화염이 제품에 닿게 되면 변색이 발생하기 때문에 간접 가열식으로 가열한다. 본 발명에서는 도 7에 도시된 바와 같이 가열 챔버(110) 내부를 소둔 온도로 일정하게 유지하면서 금속 섬유 매트(130)를 상기 가열 챔버(110) 내부의 메쉬 컨베이어(120) 사이를 통과하면서 잔류응력으로 인하여 말린 부분을 평탄하게 하며, 가열 후 냉각이 진행되는 동안 레벨링(Leveling)(140) 공정을 통하여 상기 금속 섬유 매트(130)의 두께 및 표면이 일정하게 유지되도록 한다. 이 경우, 압연 공정은 통상 0.2~1mm 이내에서 이루어지고, 압연이 완료되면 리와인더(150)를 이용하여 롤에 감거나 적당한 길이로 절단하여 원통형 버너의 길이 및 직경에 따라 원통형으로 제작한다.In this case, the annealing process is to heat the mat to 500 ~ 600 ℃ and then slowly cooled to remove the residual stress. Heat during annealing is heated by indirect heating because the discoloration occurs when the flame touches the product. In the present invention, as shown in Figure 7 while maintaining the inside of the
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings. The description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
따라서 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위, 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention is represented by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning, scope, and equivalent concepts of the claims are included in the scope of the present invention. Should be interpreted as
10 : 원통형 버너 11 : 내부 분배판
12 : 외부 분배판 13 : 금속 섬유 매트
14 : 플랜지 15 : 엔드 캡
110 : 가열 챔버 120 : 메쉬 컨베이어
130 : 심리스 원통형 금속 섬유 매트
140 : 레벨링 150 : 리와인더10: cylindrical burner 11: internal distribution plate
12: outer distribution plate 13: metal fiber mat
14
110: heating chamber 120: mesh conveyor
130: Seamless Cylindrical Metal Fiber Mat
140: Leveling 150: Rewinder
Claims (6)
일체의 원통형으로 이루어져 상기 분배판의 외측에 삽입 방식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 심리스 원통형 금속 섬유 매트.In the metal fiber mat installed outside the distribution plate of the surface combustion burner,
Seamless cylindrical metal fiber mat, characterized in that made of an integral cylindrical shape mounted on the outside of the distribution plate.
상기 심리스 원통형 금속 섬유 매트는 편직 매트인 것을 특징으로 하는 심리스 원통형 금속 섬유 매트.The method of claim 1,
The seamless cylindrical metal fiber mat is a seamless cylindrical metal fiber mat, characterized in that the knitting mat.
상기 심리스 원통형 금속 섬유 매트의 소재는 철-크롬 합금 또는 스테인레스스틸인 것을 특징으로 하는 심리스 원통형 금속 섬유 매트.The method according to claim 1 or 2,
The seamless cylindrical metal fiber mat is a seamless cylindrical metal fiber mat, characterized in that the iron-chromium alloy or stainless steel.
상기 철-크롬 합금은 크롬(Cr): 18~27중량%, 알루미늄(Al): 3~7중량%, 잔부 철을 포함하는 것을 특징으로 하는 심리스 원통형 금속 섬유 매트.The method of claim 3, wherein
The iron-chromium alloy is chromium (Cr): 18 to 27% by weight, aluminum (Al): 3 to 7% by weight, seamless cylindrical metal fiber mat, characterized in that the balance iron.
상기 철-크롬 합금은 0.05~0.5중량%의 지르코늄(Zr) 및 이트륨(Y)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심리스 원통형 금속 섬유 매트.The method of claim 4, wherein
The iron-chromium alloy is a seamless cylindrical metal fiber mat, characterized in that it further comprises 0.05 to 0.5% by weight of zirconium (Zr) and yttrium (Y).
(a) 금속 섬유 다발에 길이 방향으로 다수의 요철을 형성하는 단계와;
(b) 상기 금속 섬유 다발을 2중 조직으로 편직하는 단계와;
(c) 상기 (b) 단계에서 얻어진 편직물을 소둔 처리하는 단계와;
(d) 상기 편직물을 평탄화하는 단계; 및
(e) 상기 편직물을 원통형으로 형성하는 단계;
를 포함하는 심리스 원통형 금속 섬유 매트의 제조 방법.A method of manufacturing a metal fiber mat consisting of an integral cylinder,
(a) forming a plurality of irregularities in the longitudinal direction on the bundle of metal fibers;
(b) knitting the bundle of metal fibers into a double tissue;
(c) annealing the knitted fabric obtained in step (b);
(d) flattening the knit fabric; And
(e) forming the knitted fabric into a cylindrical shape;
Seamless cylindrical metal fiber mat manufacturing method comprising a.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110007204 | 2011-01-25 | ||
KR20110007204 | 2011-01-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120086247A true KR20120086247A (en) | 2012-08-02 |
KR101335553B1 KR101335553B1 (en) | 2013-12-03 |
Family
ID=46872152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120002315A KR101335553B1 (en) | 2011-01-25 | 2012-01-09 | Manufacturing Method of Seamless Cylindrical Metal Fiber Mat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101335553B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200004480A (en) * | 2018-07-03 | 2020-01-14 | 홍기섭 | Metal Fiber Pad and Burner Head using the same |
WO2021071275A1 (en) * | 2019-10-11 | 2021-04-15 | 한국가스공사 | Combustion apparatus |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10169916A (en) * | 1996-12-04 | 1998-06-26 | Tokyo Gas Co Ltd | Surface combustion device using cloth-like material made of heat resistant metal fiber and method of building surface combustion part |
KR100613869B1 (en) * | 2005-01-17 | 2006-09-19 | 화이버텍 (주) | Metal Fiber Yarn, Fabric Prepared Thereof, Method for Preparing the Fabric and Use Thereof |
KR100784950B1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-12-11 | 어코드 주식회사 | Atmospheric surface combustion burner |
KR101136126B1 (en) * | 2009-09-04 | 2012-04-17 | 그린화이어주식회사 | Metal Fiber, Metal Fiber Yarn and Fabric Comprising the Same, Method for Preparing the Fabric and Use Thereof |
-
2012
- 2012-01-09 KR KR1020120002315A patent/KR101335553B1/en active IP Right Grant
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200004480A (en) * | 2018-07-03 | 2020-01-14 | 홍기섭 | Metal Fiber Pad and Burner Head using the same |
WO2021071275A1 (en) * | 2019-10-11 | 2021-04-15 | 한국가스공사 | Combustion apparatus |
KR20210043783A (en) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | 한국가스공사 | Apparatus for combustion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101335553B1 (en) | 2013-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6865594B2 (en) | Metal alloy knit fabric for high temperature insulation | |
EP3346033B1 (en) | Single-layer ceramic-based knit fabric for high temperature bulb seals | |
US6065963A (en) | Conical surface burner | |
EP1274959B1 (en) | Gas burner membrane | |
ES2232187T3 (en) | TRICOTED FABRIC OF STEEL FIBERS WITH INCREASED NUMBER OF POINTS. | |
CN104769360B (en) | Gas premixing burner | |
KR101335553B1 (en) | Manufacturing Method of Seamless Cylindrical Metal Fiber Mat | |
ES2312746T3 (en) | COATING ELEMENT FOR GAS COMBUSTION HEADS AND GAS BURNER THAT INCLUDES SUCH COATING ELEMENT. | |
EP2789911B1 (en) | Gas premix burner | |
EP3017099B1 (en) | Premix gas burner | |
EP1169272B1 (en) | Heat resistant covering material | |
EP2690360A1 (en) | Seamless cylindrical metal fiber mat and method of manufacturing the same | |
CN214422828U (en) | Heat-sensitive shape memory knitted fabric | |
US20230147789A1 (en) | Combustion membrane for a gas burner | |
US20240027064A1 (en) | Combustion membrane for a gas burner made with continuous fiber threads | |
JPH1179766A (en) | Metallic fiber knit for forming glass | |
WO2016165994A1 (en) | Inwardly burning surface stabilized gas premix burner | |
KR20130067238A (en) | Double weave metallic fiber fabric and surface combustion met using the same | |
WO2024023692A1 (en) | Combustion membrane for a gas burner | |
AU2003212039A1 (en) | Heat Resistant Covering Material | |
ITMI20121643A1 (en) | BURNER WITH FABRIC DIFFUSER | |
MXPA01006857A (en) | Knitted fabric of steel fibres with increased number of stitches | |
JP2007101091A (en) | Oil heater core |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161216 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171120 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180911 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191111 Year of fee payment: 7 |