BE1011478A3 - Brandermembraan omvattende een vernaald metaalvezelvlies. - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een brandermembraan omvattende tenminste één laag bestaande uit een samengedrukt, vernaald vezelvlies met een porositeit welke begrepen is tussen 60 en 95 % en dat opgebouwd is uit hittebestendige, roestvaste staalvezels. Verder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze vvoor de vervaardiging ervan, omvattende de stappen van het verschaffen van een vezelvlies op basis van hittebestendige, roestvaste staalvezels, het vernaalden van het vezelvlies, en het samendrukken van het vernaalde vezelvlies tot de gewenste porositeit.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  BRANDERMEMBRAAN OMVATTENDE EEN VERNAALD METAALVEZELVLIES De uitvinding heeft betrekking op een brandermembraan omvattende hittebestendige roestvaste staalvezels. 



  Een aantal types brandermembranen op basis van hittebestendige roestvaste staalvezels is reeds bekend, omvattende bijvoorbeeld een gesinterd metaalvezelviies of een gebreide metaalvezelstructuur. 



  Het gebruik van een gesinterd vlies als brandermembraan, zoals beschreven in het Europees octrooi EP   0157432,   vertoont evenwel enkele nadelen. 
 EMI1.2 
 



  Zo is de porositeit van een gesinterd metaalvezelvlies dusdanig vaak onvoldoende homogeen, zodat de gasdoorstroming doorheen het membraan niet voldoende gelijkmatig is. De axiale temperatuursgradiënt welke zich tijdens de verbranding instelt doorheen het brandermembraan geeft aanleiding tot een niet homogene thermische uitzetting en mechanische. Na een aantal cycli van verhitting en afkoeling kunnen deze spanningen leiden tot barsten of scheuren in het membraan. Aan deze nadelen kan ten dele worden tegemoet gekomen door het oppervlak van het brandermembraan te voorzien van een regelmatig perforatiepatroon of een roostervormig groevenpatroon, zoals respectievelijk beschreven in de PCT octrooiaanvraag WO 93/18342 en het Europese octrooi EP   0390255,   beide van aanvraagster. 



  Verder is een brandermembraan op basis van een gesinterd metaalvezelvlies slechts beperkt vervormbaar, hetgeen eveneens een belangrijk nadeel vormt. 



  Gebreide membranen op basis van metaalvezels, zoals beschreven in PCT octrooiaanvraag WO 97/04152 van aanvraagster, komen in belangrijke mate aan bovenvermelde nadelen tegemoet, doch hun vervaardiging is relatief complex. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



  De uitvinding heeft tot doel tegemoet te komen aan de nadelen van bovenvermelde types brandermembranen en een brandermembraan te verschaffen op basis van metaalvezels, dat een hoge en nagenoeg homogene porositeit bezit, en dat in belangrijke mate vervormbaar is. Bovendien bezit het membraan een aanzienlijke mechanische samenhang en sterkte, en kan het op goedkope en eenvoudige wijze worden vervaardigd. 



  Hiertoe verschaft de uitvinding een brandermembraan omvattende tenminste 
 EMI2.1 
 een laag bestaande uit een samengedrukt, vernaald vezelviies op basis van hittebestendige, roestvaste staalvezels. De porositeit van het brandermembraan is begrepen tussen 60 en 95%. 



  De hittebestendige roestvaste   staalvezelbundels, bijvoorbeeld   uit   Fecralloye,   welke vervat zijn in het vezelviies, kunnen worden verkregen door de techniek van het gebundeld trekken, zoals beschreven in het octrooi US 3379000, of door het afschaven van de koprand van een gewikkelde metaalfolie, zoals beschreven in het octrooi US 4930199, of rechtstreeks uit de   smelt, bijvoorbeeld   door extrusie, zoals beschreven in het octrooi US 5524704. 



  De staalvezels hebben een equivalente diameter welke begrepen is tussen 5 en 150   um,   bij voorkeur tussen 10 en 50   ,um. De equivalente   diameter wordt hierbij gedefineerd als de diameter van een fictieve ronde vezel met dezelfde dwarse doorsnede als deze van de beschouwde reële vezel. 



  Verder kan eveneens worden uitgegaan van staalwol bij de vervaardiging van het vezelviies. 



  Het brandermembraan volgens de vinding kan worden verkregen door : (a) het verschaffen van een al dan niet meerlagig vezelvlies op basis van hittebestendige, roestvaste   staalvezels ;   (b) het vernaalden van het vezelvlies ; 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 (c) het samendrukken van het vernaalde vezelvlies tot de gewenste porositeit, bijvoorbeeld door een wals- of persoperatie 
Door het vernaalden van een   vlak, tubulair, cylindrisch   of konisch metaalvezel- vlies, kan een overeenkomstig gevormd brandermembraan worden verkregen. 



   Het brandermembraan volgens de vinding heeft een nagenoeg homogene porositeit welke begrepen is tussen 60 en 95 %, bij voorkeur tussen 80 en   95 %.   



   Hierdoor is het mogelijk grote en gelijkmatige gasdebieten toe te passen. 



   Het gewicht van het brandermembraan is begrepen tussen 400 en 4000   g/m2,   en is bij voorkeur begrepen tussen 1000 en 2500   g/m2.   



  In het aldus verkregen naaldvilt zijn de metaalvezels onderling verstrengeld, hetgeen een aanzienlijke mechanische samenhang en sterkte geeft, doch niet schaadt aan de goede vervormbaarheid van het naaldvilt. 



  Verder kan de thermische uitzetting van het brandermembraan ongehinderd plaatsvinden, en is er nagenoeg geen gevaar voor het ontstaan van barsten of scheuren. 



  Om de homogeniteit van de gasdoorstroming nog verder te verbeteren, kan het brandermembraan over tenminste een deel van het oppervlak volgens een regelmatig patroon worden geperforeerd, bijvoorbeeld op mechanische wijze of met behulp van lasertechnieken. 



  Het vervliezen,   vernaalden,   samendrukken en eventueel perforeren kunnen consecutief in   een   produktielijn worden uitgevoerd, hetgeen de vervaardiging van het brandermembraan relatief eenvoudig en goedkoop maakt. 



  Het brandermembraan   volgens   de vinding kan eveneens bedekt zijn met stoffen die de oxydatie van het brandstofmengsel activeren 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 In een alternatieve uitvoeringsvorm kan het al dan niet meerlagig   vernaald   metaalvezelvlies koud isostatisch geperst worden, zodat langs een of beide zijden van het vlies een glad oppervlak verkregen wordt. Het principe van het koud isostatisch persen werd beschreven in het Europees octrooi EP 0329863 van aanvraagster. 



  Verder kan in het brandermembraan volgens de vinding naast een   vernaald   vezelvlies ook een ander metaalvezelnetwerk, bijvoorbeeld een weefsel of breisel ingewerkt zijn. 



  Voorbeeld Een brandermembraan volgens de vinding werd vervaardigd uitgaande van   Fecralloye hittebestendige   roestvaste staalvezels met een equivalente diameter van 35 pm. 



  Vier   metaalvezelvliezen   werden op   elkaar gestapeld   en   vernaald   tot een meerlagig naaldvilt met een gewicht van 1580   g/m2.   Dit naaldvilt werd gevat tussen twee roestvast stalen platen en gewalst bij een druk van 200 bar tot een membraan met een dikte van 1, 5 mm, en een nagenoeg homogene porositeit van 85, 7 %. 



  Het aldus verkregen (vlakke) brandermembraan werd ingezet als onderdeel van een oppervlaktebrander voor gas, en getest in een stralingsregime en een blauwe-vlam-regime, bij   warmtefluxen   van 100 tot 5000 kW/m2. 



  De hoge en homogene porositeit van het brandermembraan leidt tot een zeer homogene verbranding, en maakt het gebruik van grote gasdebieten mogelijk. 



  Bovendien is het brandermembraan goed vervormbaar, en heeft het een aanzienlijke mechanische stevigheid. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



  Verder is er, ten gevolge van de zeer open structuur van het brandermembraan, geen filter vereist voor het te verbranden gasmengsel. 



  De kans op   vlamresonantie   is zeer klein, zodat onder andere de storende fluitgeluiden vermeden worden. 



  Verder biedt het brandermembraan volgens de vinding een goede weerstand tegen vlamterugslag, zowel bij onder-als bovenstoechiometrische verbranding van bijvoorbeeld methaan, ethaan, propaan, butaan, of waterstof- en/of koolstofmonoxide-houdende gassen. 



  Bovendien biedt het brandermembraan volgens de vinding het voordeel dat de vereiste tijdspanne voor opwarming of afkoeling uitermate klein is, zodat in een zeer korte tijd (grootte-orde van seconden) een zeer grote variatie in warmteflux gerealiseerd kan worden. De overschakeling van verbrandingsregime gebeurt aldus zeer viot, en de afkoelingstijd is zeer gering. Deze snelle respons is zeer gunstig vanuit veiiigheidsperspectief.

Claims (9)

1. Conclusies 1 Brandermembraan omvattende tenminste een laag bestaande uit een samengedrukt, vernaald vezelvlies met een porositeit welke begrepen is tussen 60 en 95%, en dat opgebouwd is uit hittebestendige, roestvaste staalvezels.
2. 2 Brandermembraan volgens conclusie 1, waarbij de porositeit van het vernaald vezelvlies begrepen is tussen 80 en 95%.
3. 3 Brandermembraan volgens conclusie 1, waarbij het vezelvlies bestaat uit staalvezels met een equivalente diameter welke begrepen is tussen 5 en 150 um.
4. 4 Brandermembraan volgens conclusie 3, waarbij het vezelvlies bestaat uit staalvezels met een equivalente diameter welke begrepen is tussen 10 en 50 um.
5. 5 Brandermembraan volgens conclusie 1, waarbij het gewicht van het vezelviies begrepen is tussen 400 en 4000 g/m2,
6. 6 Brandermembraan volgens conclusie 5, waarbij het gewicht van het vezelvlies begrepen is tussen 1000 en 2500 g/m2.
7. 7 Brandermembraan volgens conclusie 1, dat over tenminste een deel van het oppervlak voorzien is van een regelmatig patroon van perforaties.
8. 8 Werkwijze ter vervaardiging van een brandermembraan volgens conclusie 1, omvattende de stappen van EMI6.1 (a) het verschaffen van een vezelviies op basis van metaalvezels (b) het vernaalden van het vezelvlies (c) het samendrukken van het vernaalde vezelviies tot de gewenste porositeit <Desc/Clms Page number 7>
9. 9 Gebruik van een brandermembraan volgens conclusie 1 of 7 als onderdeel van een oppervlaktebrander voor gas.