KR100893824B1 - 유체 가열정화 유닛 및 이의 제조방법 - Google Patents

유체 가열정화 유닛 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

유체가 흐르는 통로에 배치되고 열교환 및 촉매담체 기능을 수행하면서 유체와의 극대화된 접척면적을 제공하는 성형물에 발열체를 일체화함으로써, 에너지 손실을 최소화하여 액상 및 기상의 유체를 높은 에너지 효율로 가열할 수 있을 뿐만 아니라 악취등과 같은 기상의 유해가스를 정화시킬 수 있는 유체 가열정화 유닛 및 이의 제조방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 준비된 금속혼합분말슬러리에 우레탄계 발포성수지체를 침적하여 제 1 성형물을 형성하고, 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 여분의 금속혼합분말슬러리를 제거한 후, 제 1 성형물에 발열체를 삽입한다. 그리고 발열체가 삽입된 제 1 성형물에 혼합금속분말을 침착하여 제 2 성형물을 형성하고, 건조과정을 거친 후, 제 2 성형물에 형성된 금속분말 이외의 성분들을 제거하기 위해, 산소분위기하에서 소성작업을 실시하고, 최종 단계로 산화된 제 2 성형물의 환원 및 완전한 소결을 목적으로 하는 환원성분위기 하에서의 열처리를 통해 성형물과 발열체가 일체화되는 유체 가열정화 유닛을 제공한다.

Description

유체 가열정화 유닛 및 이의 제조방법{FLUID HEATING AND PURIFYING UNIT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 유체 가열정화 유닛의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체가 흐르는 통로에 배치되고 열교환 및 촉매담체 기능을 수행하면서 유체와의 극대화된 접촉면적을 제공하는 성형물에 발열체를 일체화함으로써, 액상 및 기상의 유체를 높은 에너지 효율로 가열할 수 있을 뿐만 아니라 악취등과 같은 기상의 유해가스를 정화시킬 수 있는 유체 가열정화 유닛 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 보일러와 같이 온수 등을 공급하는 액상을 가열하는 장치에 있어서는 외부로의 열 손실을 줄이기 위해 열교환실이 마련되고, 열교환실 내부에 병렬형태의 파이프의 외주 면상에 많은 수의 박판을 열교환핀으로 브레이징 접합 또는, 압착시킨 열교환기를 구비하여, 이들 열교환기를 외부에서 가열함으로서 열교환기를 통과하는 액상의 유체를 가열하고 있다.
또한 열풍기, 건조기 등과 같은 기상의 유체를 가열하는 장치에 있어서는 가스버너, 전기히터로 유체를 직접 가열하는 직접 가열방식과, 가열된 열교환기와 통 과하는 기상의 유체와의 접촉을 통해 유체를 가열하는 간접 가열방식 등이 있다. 이러한 기존의 가열장치들은 열교환기 외주면의 열교환핀에 전도되는 에너지를 이용하여 열교환기 내부 및 외부를 통과하는 유체와의 열교환 기능을 제공하고 있다.
이러한 기존의 열교환장치들은 열교환 효율의 개선을 목적으로 다양한 형태의 많은 수의 박판을 열교환기 외주면에 브레이징 접합 또는, 압착 밀착시켜 접촉면적 및 표면적 증가에 따른 열교환 효율의 개선을 기대하고 있으나, 이는 지나친 브레이징 접합부위의 증가에 따른 접합결함의 품질 문제, 복잡한 제조공정 및 공정수의 초래 등의 문제점을 내포하고 있다.
또한, 절곡, 타공 등의 기계적 가공에 의한 기존 박판의 형상 변경만으로는 표면적 및 대상 유체와의 접촉면적 증가에 한계성이 있기 때문에, 열교환 효율 및 표면적의 개선은 제한적일 수 밖에 없는 가장 큰 문제점이 있었다. 그리고 가스 연소식 가열장치의 경우는 열교환실 내에서 열교환기를 가열하면서 불완전 연소 및 가스 함유 성분의 연소에 따른 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 질소산화물(NOx) 등의 유해가스 방출문제에 대한 대책이 반드시 수반되어져야 하는 문제점이 있다.
한편, 전술한 열교환핀과 같은 다양한 형태의 박판에 촉매를 코팅하여 냄새가스 및 유해가스를 정화시키는 장치에 있어서도, 발열체로부터 이들 열교환핀으로의 온도 전도가 늦기 때문에 촉매 활성화 반응온도의 도달성이 늦고, 또한 기상의 유체와 촉매가 접촉함으로서 화학반응을 일으켜 정화효과를 얻을 수 있는 촉매활성화반응 표면적에 있어서도, 박판의 판재에 기계가공 등으로 절곡, 요철부 혹은 요홈을 형성하거나, 유체통로를 길게하는 등의 방법으로 접촉면적의 증가 및 정화효 과의 개선을 목적하고 있으나, 이는 장치의 대형화만을 초래할 뿐 실체 유체와 촉매가 접촉할 수 있는 표면적의 증가에 있어서는 제한성이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유체가 흐르는 통로에 배치되고 열교환 및 촉매담체 기능을 수행하면서 유체와의 극대화된 접촉면적을 제공하는 금속재의 성형물과 발열체를 일체화함으로써, 열손실을 최소화하여 액상 및 기상의 유체를 높은 에너지 효율로 가열할 수 있을 뿐만 아니라 악취등과 같은 기상의 유해가스를 효과적으로 정화시킬 수 있는 유체 가열정화 유닛 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 성형물의 형상에 있어서는, 다양한 형태의 사출물 및 부직포, 망상체, 구조체 등이 있을 수 있으나, 본 발명에서는 3차원적으로 서로 연결된 기공조직 형상을 갖는 우레탄계 발포성수지체를 채택하여 제공한다. 한편, 이와 관련하는 제조방법에 있어서는 PVD, CVD, Plating, Investment Casting에 의한 방법으로도 제공될 수 있으나, 본 발명에서는 금속혼합분말슬러리에 의한 제조방법을 바람직한 일실시 예로 들어 상세히 설명한다.
준비된 금속혼합분말슬러리에 우레탄계 발포성수지체를 침적하여 제 1 성형물을 형성하는 단계(S1);
단계(S1)가 완료되면, 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 금속혼합분말슬러리를 제거하는 단계(S2);
제 1 성형물에 발열체를 삽입하는 단계(S3);
발열체가 삽입된 제 1 성형물을 금속혼합분말에 침착하여 제 2 성형물을 형성하는 단계(S4);
제 2 성형물을 건조하는 단계(S5);
제 2 성형물에 형성된 금속분말 이외의 성분들을 제거하기 위해, 산소분위기하에서 소성작업을 실시하는 단계(S6), 산화된 금속분말과 발열체를 일체화하는 동시에 제 2 성형물의 완전한 소결을 행하기 위하여 수소(H2) 등의 환원성분위기 하에서 열처리를 실시하여 제품을 완성하는 단계(S7)를 포함하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유체가 흐르는 통로에 배치되고 열교환 및 촉매담체 기능을 수행하면서 유체와의 극대화된 접촉면적을 제공하는 성형물에 발열체를 일체화함으로써, 열손실을 최소화하여 기상 및 액상의 유체를 높은 에너지 효율로 가열할 수 있을 뿐만 아니라 악취등과 같은 기상의 유해가스를 정화시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유체 가열정화 유닛의 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체 가열정화 유닛을 제조하기 위해서는,
준비된 금속혼합분말슬러리에 우레탄계 발포성수지체를 1차 침적하여 제 1 성형물을 형성한다(단계 S1).
금속혼합분말슬러리는 전기화학적인 성질에 있어서, 공기나 물 등의 유체와 쉽게 반응하지 않아 안정되고, 산화 및 부식성이 우수하고, 금속 중 가장 열전도율이 좋은 은(Ag) 분말로 이루어진다. 더욱 상세하게는 은(Ag)분말에 폴리비닐알콜(PVA) 및 물(수분)을 교반날개를 가지는 교반기에 넣고 1~3시간 충분히 교반하여 균일하게 혼합된 슬러리 상태의 혼합분말을 준비한다. 여기서 은(Ag)분말의 평균입도는 ASTM(American Society of Test Material standards)번호 2000(약6.5㎛) ~5000(약2.6㎛)을 가지는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 금속혼합분말슬러리의 조성은 은(Ag)분말 68wt%, 폴리비닐알콜(PVA) 8wt%, 물(수분) 24wt%의 조성비를 갖는다.
한편, 우레탄계 발포성수지체는 길이방향으로 내경부가 관통 형성된다. 이러한 우레탄계 발포성수지체는 원통형상뿐만 아니라 다양한 형상을 제작될 수 있다.
전술한 바와 같이 제 1 성형물이 형성되면, 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 금속혼합분말슬러리를 제거한다(단계 S2). 이때 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 여분의 금속혼합분말술러리를 제거하기 위해서는 제 1 성형물을 상하로 배열된 한 쌍의 롤러를 통과 시키거나 또는 제 1 성형물을 반복하여 압착시키는 방법으로 제거한다.
전술한 단계(S2)가 완료되면, 제 1 성형물의 내경부에 발열체를 삽입하고(단계 S3), 발열체가 삽입된 제 1 성형물에 금속혼합분말을 통과 또는 분사시켜 제 2 성형물을 형성한 후(단계 S4), 발열체가 삽입된 제 2 성형물을 90~150℃ 온도범위의 열풍건조기에서 15~30분간 건조한다(단계 S5). 바람직하게는 발열체는 봉 형상을 가지는 통상의 튜브히터로 제공된다.
더욱 바람직하게는 금속혼합분말의 형성(단계 S4)은, 본 발명에 구조적 강도특성을 부여하기 위한 것으로서, 그 조성은 니켈(Ni)분말 2~10wt%, 은(Ag)분말 90~98wt%의 조성비를 갖는 혼합분말이 제공되고, 은(Ag)분말의 평균입도는 ASTM(American Society of Test Material standards)번호 2000(약 6.5㎛)~5000(약2.6㎛), 니켈(Ni)분말은 ASTM번호 325(45㎛)~1340(10㎛) 범위가 바람직하고, 교반날개를 가지는 별도의 블랜딩기(V믹서)에 넣고 1~3시간 충분히 교반하여 균일하게 혼합된 금속혼합분말을 준비한다. 금속혼합분말에는 금속혼합분말슬러리에 바인더로 혼합된 폴리비닐알콜(PVA) 및 용매 인 물은 포함되지 않는다.
이러한 금속혼합분말은 금속혼합분말슬러리의 바인더재인 폴리비닐알콜(PVA)의 점성이 허용하는 범위 내에서 제 1 성형물에 침착된다.
전술한 단계를 거쳐 제 2 성형물이 형성되면, 금속분말 성분 이외의 성분들을 제거하기 위해, 산소분위기하에서 소성작업을 실시한 후(단계 S6), 금속혼합분말의 완전한 소결 및 발열체와의 결합을 위해 수소(H2) 등의 환원성분위기하에서 열처리를 실시하여 본 발명에 따른 유체 가열정화 유닛을 제조한다(단계 S7).
소성작업(단계 S6)은 급격한 온도 상승에 따른 성형물의 수축현상을 방지하기 위해 산소분위기하의 300~500℃ 범위의 일정온도에서 5~10분간의 1차 소성작업 단계를 거친 후, 산소분위기 하의 300~800℃ 온도범위에서 20~30분간 2차 소성작업을 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 소성작업을 통해 성형물에 포함된 금속분말 이외의 성분을 완전히 제거하게 된다.
또한 환원성분위기하에서의 열처리(단계 S7)는 소성작업(단계 S6)을 거치면 서 산화된 금속분말의 환원 및 완전한 소결을 목적으로 750~1100℃ 온도범위의 환원성분위기 하에서 30~60분간 실시하는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 바와 같이 제조된 유체 가열정화 유닛에 정화기능을 부가하기 위해서 통상의 광촉매 백금족 촉매원소를 PVD, CVD 및 Plating 등의 보편적인 방법으로 담지하는 단계(S8)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 유체 가열정화 유닛을 제조하기 위해서는;
준비된 금속혼합분말슬러리에 우레탄계 발포성수지체를 1차 침적하여 제 1 성형물을 형성한다(단계 S10).
금속혼합분말슬러리는, 철(Fe)분말, 크롬(Cr)분말, 니켈(Ni)분말 및 알루미늄(Al)분말을 브랜딩기(V믹서)에 넣고, 2~3시간 혼합하여 균일한 상태의 금속혼합분말을 준비한 후, 얻어진 금속혼합분말을 폴리비닐알콜(PVA) 및 물(수분)과 함께 교반날개를 가지는 교반기에 넣고 1~3시간 충분히 교반하여 균일하게 혼합된 슬러리 상태의 금속혼합분말슬러리를 준비한다. 여기서 철(Fe)분말, 크롬(Cr)분말, 니켈(Ni)분말 및 알루미늄(Al)분말의 평균입도는 ASTM(American Society of Test Material standards)번호 325(약45㎛)~1340(약10㎛)을 가지는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 금속혼합분말슬러리의 조성은 철(Fe), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 금속혼합분말 68wt%, 폴리비닐알콜(PVA) 8wt% 및 물(수분) 24wt%의 조성비를 가지며, 금속혼합분말은 철(Fe) 64~72wt%, 크롬(Cr)18~23wt%, 니켈(Ni)7~12wt%, 알루미늄(Al)1~3wt%로 이루어진다.
한편, 우레탄계 발포성수지체는 길이방향으로 내경부가 관통 형성된다. 이러 한 우레탄계 발포성수지체는 원통형상뿐만 아니라 다양한 형상을 제작될 수 있다.
전술한 바와 같이 제 1 성형물이 형성되면, 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 금속혼합분말슬러리를 제거한다(단계 S20). 이때 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 여분의 금속혼합분말술러리를 제거하기 위해서는 제 1 성형물을 상하로 배열된 한 쌍의 롤러를 통과 시키거나 또는 제 1 성형물을 반복하여 압착시키는 방법으로 제거한다.
전술한 단계(S20)가 완료되면, 제 1 성형물의 내경부에 발열체를 삽입하고(단계 S30), 발열체가 삽입된 제 1 성형물에 금속혼합분말을 통과 또는 분사시켜 제 2 성형물을 형성한 후(단계 S40), 발열체가 삽입된 제 2 성형물을 90~150℃ 온도범위의 열풍건조기에서 15~30분간 건조한다(단계 S50). 바람직하게는 발열체는 봉 형상을 가지는 통상의 튜브히터로 제공된다.
더욱 바람직하게는 금속혼합분말의 형성(단계 S40)은, 본 발명에 좀더 높은 밀도(g/㎤)특성을 부여하기 위한 것으로서, 그 조성은 철(Fe)분말 64~72wt%, 크롬(Cr)분말18~23wt%, 니켈(Ni)분말 7~12wt%, 알루미늄(Al)분말 1~3wt%의 조성비를 가지며, 철(Fe)분말, 크롬(Cr)분말, 니켈(Ni)분말 및 알루미늄(Al)분말의 평균입도는 ASTM(American Society of Test Material standards)번호 325(약45㎛)~1340(약10㎛) 범위가 바람직하고, 교반날개를 가지는 별도의 블랜딩기(V믹서)에 넣고 1~3시간 충분히 교반하여 균일하게 혼합된 금속혼합분말을 준비한다. 금속혼합분말에는 금속혼합분말슬러리에 바인더로 혼합된 폴리비닐알콜(PVA) 및 용매 인 물은 포함되지 않는다.
이러한 금속혼합분말은 금속혼합분말슬러리의 바인더재인 폴리비닐알콜(PVA)의 점성이 허용하는 범위 내에서 제 1 성형물에 침착된다.
전술한 단계를 거쳐 제 2 성형물이 형성되면, 금속분말 성분 이외의 성분들을 제거하기 위해, 산소분위기하에서 소성작업을 실시한 후(단계 S60), 금속혼합분말의 완전한 소결 및 발열체와의 결합을 위해 수소(H2) 등의 환원성분위기하에서 열처리를 실시하여 본 발명에 따른 유체 가열정화 유닛을 제조한다(단계 S70).
소성작업(단계 S60)은 급격한 온도 상승에 따른 성형물의 수축현상을 방지하기 위해 산소분위기하의 300~500℃ 범위의 일정온도에서 5~10분간의 1차 소성작업 단계를 거친 후, 산소분위기 하의 300~800℃ 온도범위에서 20~30분간 2차 소성작업을 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 소성작업을 통해 성형물에 포함된 금속분말 이외의 성분을 완전히 제거하게 된다.
또한 환원성분위기하에서의 열처리(단계 S70)는 소성작업(단계 S60)을 거치면서 산화된 금속분말의 환원 및 완전한 소결을 목적으로 900~1200℃ 온도범위의 진공분위기(10-1~10-3Torr) 또는 환원성분위기 중 어느 하나에서 30~90분간 실시하는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 바와 같이 제조된 유체 가열정화 유닛에 정화기능을 부가하기 위해서 통상의 광촉매 백금족 촉매원소를 PVD, CVD 및 Plating 등의 보편적인 방법으로 담지하는 단계(S80)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 유체 가열정화 유닛을 제조하기 위해서는;
준비된 금속혼합분말슬러리에 우레탄계 발포성수지체를 1차 침적하여 제 1 성형물을 형성한다(단계 S100).
금속혼합분말슬러리는, 철(Fe)분말, 크롬(Cr)분말, 알루미늄(Al)분말 및 이트륨(Y)분말을 브랜딩기(V믹서)에 넣고, 2~3시간 혼합하여 균일한 상태의 금속혼합분말을 준비한 후, 얻어진 금속혼합분말을 폴리비닐알콜(PVA) 및 물(수분)과 함께 교반날개를 가지는 교반기에 넣고 1~3시간 충분히 교반하여 균일하게 혼합된 슬러리 상태의 금속혼합분말슬러리를 준비한다.여기서 철(Fe)분말, 크롬(Cr)분말, 알루미늄(Al)분말 및 이트륨(Y)분말의 평균입도는 ASTM(American Society of Test Material standards)번호 325(약45㎛)~1340(약10㎛)을 가지는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 금속혼합분말슬러리의 조성은 철(Fe), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 이트륨(Y)으로 이루어진 금속혼합분말 68wt%, 폴리비닐알콜(PVA) 8wt% 및 물(수분) 24wt%의 조성비를 가지며, 금속혼합분말은 철(Fe) 74~79wt%, 크롬(Cr)18~23wt%, 알루미늄(Al)1~2.5wt%, 이트륨(Y)0.5~2wt%로 이루어진다.
한편, 우레탄계 발포성수지체는 길이방향으로 내경부가 관통 형성된다. 이러한 우레탄계 발포성수지체는 원통형상뿐만 아니라 다양한 형상을 제작될 수 있다.
전술한 바와 같이 제 1 성형물이 형성되면, 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 금속혼합분말슬러리를 제거한다(단계 S200). 이때 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 여분의 금속혼합분말술러리를 제거하기 위해서는 제 1 성형물을 상하로 배열된 한 쌍의 롤러를 통과 시키거나 또는 제 1 성형물을 반복하여 압착시키는 방법으로 제거한다.
전술한 단계(S200)가 완료되면, 제 1 성형물의 내경부에 발열체를 삽입하고(단계 S300), 발열체가 삽입된 제 1 성형물에 금속혼합분말을 통과 또는 분사시켜 제 2 성형물을 형성한 후(단계 S400), 발열체가 삽입된 제 2 성형물을 90~150℃ 온도범위의 열풍건조기에서 15~30분간 건조한다(단계 S500). 바람직하게는 발열체는 봉 형상을 가지는 통상의 튜브히터로 제공된다.
더욱 바람직하게는 금속혼합분말의 형성(단계 S400)은, 본 발명에 좀더 높은 밀도(g/㎤)특성을 부여하기 위한 것으로서, 그 조성은 철(Fe) 74~79wt%, 크롬(Cr)18~23wt%, 알루미늄(Al)1~2.5wt%, 이트륨(Y)0.5~2wt%의 조성비를 가지며, 철(Fe)분말, 크롬(Cr)분말, 알루미늄(Al)분말 및 이트륨(Y)분말의 평균입도는 ASTM(American Society of Test Material standards)번호 325(약45㎛)~1340(약10㎛) 범위가 바람직하고, 교반날개를 가지는 별도의 블랜딩기(V믹서)에 넣고 1~3시간 충분히 교반하여 균일하게 혼합된 금속혼합분말을 준비한다. 금속혼합분말에는 금속혼합분말슬러리에 바인더로 혼합된 폴리비닐알콜(PVA) 및 용매인 물은 포함되지 않다.
이러한 금속혼합분말은 금속혼합분말슬러리의 바인더재인 폴리비닐알콜(PVA)의 점성이 허용하는 범위 내에서 제 1 성형물에 침착된다.
전술한 단계를 거쳐 제 2 성형물이 형성되면, 금속분말 성분 이외의 성분들을 제거하기 위해, 산소분위기하에서 소성작업을 실시한 후(단계 S600), 금속혼합분말의 완전한 소결 및 발열체와의 결합을 위해 수소(H2) 등의 환원성분위기하에서 열처리를 실시하여 본 발명에 따른 유체 가열정화 유닛을 제조한다(단계 S700).
소성작업(단계 S600)은 급격한 온도 상승에 따른 성형물의 수축현상을 방지하기 위해 산소분위기하의 300~500℃ 범위의 일정온도에서 5~10분간의 1차 소성작업 단계를 거친 후, 산소분위기 하의 300~800℃ 온도범위에서 20~30분간 2차 소성작업을 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 소성작업을 통해 성형물에 포함된 금속분말 이외의 성분을 완전히 제거하게 된다.
또한 환원성분위기하에서의 열처리(단계 S700)는 소성작업(단계 S600)을 거치면서 산화된 금속분말의 환원 및 완전한 소결을 목적으로 900~1200℃ 온도범위의 진공분위기(10-1~10-3Torr) 또는 환원성분위기 중 어느 하나에서 30~90분간 실시하는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 바와 같이 제조된 유체 가열정화 유닛에 정화기능을 부가하기 위해서 통상의 광촉매 백금족 촉매원소를 PVD, CVD 및 Plating 등의 보편적인 방법으로 담지하는 단계(S800)를 더 포함할 수 있다.
전술한 실시예들에 의해서 제조된 유체 가열정화 유닛은 다양한 산업분야의 핵심 부품으로 적용될 수 있으며, 특히 보일러, 건조기, 열풍건조기, 열교환기, 난방기구, 전기/전자제품, 음식물쓰레기 처리기, 하수종말처리장, 화학플랜트, 배기가스검사장치 후처리 장치 등에 적용됨으로서, 에너지 효율 개선에 따른 에너지 절감효과와 환경오염개선 효과를 기대할 수 있다.
전술한 바와 같이 제조된, 본 발명에 따른 유체 가열정화 유닛은 유체가 흐 르는 통로에 배치되고 열교환 및 촉매담체 기능을 수행하면서 유체와의 극대화된 접척면적을 제공하는 성형물에 발열체를 일체화함으로써, 도전성 및 열전도도가 우수하여 유체의 한층 개선된 열교환효율 및 촉매반응 효율을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 손실 최소화에 따른 에너지 효율개선 및 에너지 절감효과와 유해가스 정화기능을 제공하여 산업현장 및 국민 생활건강에 이바지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (30)

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  3. 준비된 금속혼합분말슬러리에 우레탄계 발포성수지체를 침적하여 제 1 성형물을 형성하는 단계(S1);
    상기 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 상기 금속혼합분말슬러리를 제거하는 단계(S2);
    상기 제 1 성형물에 발열체를 삽입하는 단계(S3);
    상기 발열체가 삽입된 상기 제 1 성형물을 금속혼합분말에 침착하여 제 2 성형물을 형성하는 단계(S4);
    상기 제 2 성형물을 건조하는 단계(S5);
    상기 제 2 성형물에 있어서, 금속재 이외의 성분을 제거하기 위한 소성작업을 실시하는 단계(S6); 및
    상기 단계(S6)에서 산화된 금속분말과 상기 발열체를 결합하고, 완전한 소결을 이루기 위해 환원성분위기하에서 열처리를 실시하여 제품을 완성하는 단계(S7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 단계(S1)에서의 상기 금속혼합분말슬러리는 은(Ag)분말 68wt%, 폴리비닐알콜(PVA) 8wt%, 물(수분) 24wt%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 단계(S1)에서의 상기 우레탄계 발포성수지체 형상을 갖는 성형물은 길이방향으로 내경부가 관통 형성되며, 상기 내경부에는 통상의 봉 형상의 튜브히터인 상기 발열체가 삽입 구비되는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 단계(S4)에서의 상기 금속혼합분말은 니켈(Ni)분말 2~10wt%, 은(Ag)분말 90~98wt%의 조성비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 단계(S5)에서의 건조는 상기 제 2 성형물을 90~150℃ 온도범위의 열풍건조기에서 15~30분간 실시하는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 단계(S6)에서는 급격한 온도 상승에 따른 성형물의 수축현상을 방지하기 위해 300~500℃ 범위의 일정온도에서 5~10분간의 1차 소성작업 단계와 300~800℃ 온도범위에서 20~30분간 2차 소성작업이 실시되는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 단계(S7)에서는 750~1100℃ 온도범위의 환원성분위기 하에서 30~60분간 열처리 작업이 실시되는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 유체 가열정화 유닛은 열처리(S8)를 거친 후, 통상의 광촉매 백금족 촉매원소를 PVD, CVD 또는 Plating 중 어느 하나의 방법으로 담지하는 단계(S8)를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
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  13. 준비된 금속혼합분말슬러리에 우레탄계 발포성수지체를 침적하여 제 1 성형물을 형성하는 단계(S10);
    상기 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 상기 금속혼합분말슬러리를 제거하는 단계(S20);
    상기 제 1 성형물에 발열체를 삽입하는 단계(S30);
    상기 발열체가 삽입된 상기 제 1 성형물을 금속혼합분말에 침착하여 제 2 성형물을 형성하는 단계(S40);
    상기 제 2 성형물을 건조하는 단계(S50);
    상기 제 2 성형물에 있어서, 금속재 이외의 성분을 제거하기 위한 소성작업을 실시하는 단계(S60); 및
    상기 단계(S60)에서 산화된 금속분말과 상기 발열체를 결합하고, 완전한 소결을 이루기 위해 환원성분위기하에서 열처리를 실시하여 제품을 완성하는 단계(S70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 단계(S10)에서의 상기 금속혼합분말슬러리는 철(Fe)분말, 크롬(Cr)분말, 니켈(Ni)분말 및 알루미늄(Al)분말로 이루어진 금속혼합분말 68wt%, 폴리비닐알콜(PVA) 8wt% 및 물(수분) 24wt%로 이루어지며, 상기 금 속혼합분말은 철(Fe) 64~72wt%, 크롬(Cr)18~23wt%, 니켈(Ni)7~12wt%, 알루미늄(Al)1~3wt%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 단계(S10)에서의 상기 우레탄계 발포성수지체 형상을 갖는 성형물은 길이방향으로 내경부가 관통 형성되며, 상기 내경부에는 통상의 봉 형상의 튜브히터인 상기 발열체가 삽입 구비되는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 단계(S40)에서의 상기 금속혼합분말은 철(Fe) 64~72wt%, 크롬(Cr)18~23wt%, 니켈(Ni)7~12wt%, 알루미늄(Al)1~3wt%의 조성비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 단계(S50)에서의 건조는 상기 제 2 성형물을 90~150℃ 온도범위의 열풍건조기에서 15~30분간 실시하는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 단계(S60)에서는 급격한 온도 상승에 따른 성형물의 수축현상을 방지하기 위해 300~500℃ 범위의 일정온도에서 5~10분간의 1차 소성작업 단계와 300~800℃ 온도범위에서 20~30분간 2차 소성작업이 실시되는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 단계(S70)에서는 900~1200℃ 온도범위의 진공분위기 또는 환원성분위기 중 어느 하나에서 30~90분간 열처리 작업이 실시되는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 유체 가열정화 유닛은 열처리(S70)를 거친 후, 통상의 광촉매 백금족 촉매원소를 PVD, CVD 또는 Plating 중 어느 하나의 방법으로 담지하는 단계(S80)를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 준비된 금속혼합분말슬러리에 우레탄계 발포성수지체를 침적하여 제 1 성형 물을 형성하는 단계(S100);
    상기 제 1 성형물의 기공조직을 폐쇄하고 있는 상기 금속혼합분말슬러리를 제거하는 단계(S200);
    상기 제 1 성형물에 발열체를 삽입하는 단계(S300);
    상기 발열체가 삽입된 상기 제 1 성형물을 금속혼합분말에 침착하여 제 2 성형물을 형성하는 단계(S400);
    상기 제 2 성형물을 건조하는 단계(S500);
    상기 제 2 성형물에 있어서, 금속재 이외의 성분을 제거하기 위한 소성작업을 실시하는 단계(S600); 및
    상기 단계(S600)에서 산화된 금속분말과 상기 발열체를 결합하고, 완전한 소결을 이루기 위해 환원성분위기하에서 열처리를 실시하여 제품을 완성하는 단계(S700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 단계(S100)에서의 상기 금속혼합분말슬러리는 철(Fe)분말, 크롬(Cr)분말, 알루미늄(Al)분말 및 이트륨(Y)분말로 이루어진 금속혼합분말 68wt%, 폴리비닐알콜(PVA) 8wt% 및 물(수분) 24wt%로 이루어지며, 상기 금속혼합분말은 철(Fe) 74~79wt%, 크롬(Cr)18~23wt%, 알루미늄(Al)1~2.5wt%, 이트륨(Y)0.5~2wt% 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 단계(S100)에서의 상기 우레탄계 발포성수지체 형 상을 갖는 성형물은 길이방향으로 내경부가 관통 형성되며, 상기 내경부에는 통상의 봉 형상의 튜브히터인 상기 발열체가 삽입 구비되는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  26. 제 23 항에 있어서, 상기 단계(S400)에서의 상기 금속혼합분말은 철(Fe) 74~79wt%, 크롬(Cr)18~23wt%, 알루미늄(Al)1~2.5wt%, 이트륨(Y)0.5~2wt%의 조성비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  27. 제 23 항에 있어서, 상기 단계(S500)에서의 건조는 상기 제 2 성형물을 90~150℃ 온도범위의 열풍건조기에서 15~30분간 실시하는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  28. 제 23 항에 있어서, 상기 단계(S600)에서는 급격한 온도 상승에 따른 성형물의 수축현상을 방지하기 위해 300~500℃ 범위의 일정온도에서 5~10분간의 1차 소성작업 단계와 300~800℃ 온도범위에서 20~30분간 2차 소성작업이 실시되는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
  29. 제 23 항에 있어서, 상기 단계(S700)에서는 900~1200℃ 온도범위의 진공분위기 또는 환원성분위기 중 어느 하나에서 30~90분간 열처리 작업이 실시되는 것을 특징으로 하는 유체 가열정화 유닛의 제조방법.
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JPH06126439A (ja) * 1992-10-06 1994-05-10 Tamura Seisakusho Co Ltd リフロー用加熱装置
JPH09153390A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Mitsubishi Materials Corp 通気性を有する二珪化モリブデン多孔質発熱体およびその製造方法
JPH11154588A (ja) 1997-11-19 1999-06-08 Unitika Ltd 面状発熱体

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