专利名称:作为燃烧器覆盖物的织物的制作方法燃烧器(burne),例如热水器、瓦斯炉等,主要可分为自然混合式及预先混 合式两大类。自然混合式燃烧器在燃料,例如瓦斯,进入炉具时,因为喷射压 力打开空气阀门引进空气。随后,燃料与空气在燃烧器中混合后,从燃烧器的 一表面上的多个孔洞喷出,经过点火后燃烧。另外,预先混合式燃烧器则是先 将空气以及燃料以一预定比例混合,再将此混合燃料喷射至燃烧器的一表面上 的多个孔洞,并且在该表面上点火燃烧。相较于自然混合式燃烧器,预先混合 式燃烧器能以较精准并且稳定的燃料空气比例进行燃烧,因此较容易让燃料完 全燃烧,进而大幅降低C0及N0x的排放,所以预先混合式燃烧器节省能源、环 保且安全。请参阅图l、图2,图l是现有的预先混合式燃烧器的外罩壳体示意图,图 2是图1中的外罩壳体在点火燃烧时的示意图,该外罩壳体1呈中空管状,其具 有一外壁5以及一底面2,并且由该外壁5以及该底面2包围形成一容纳腔,而 相对于该底面2的另一面则为一开口,致使预先混合的燃料可沿着方向s喷射 进入容纳腔。特别地,该外壁5的一表面3具有数个孔洞4。当预先混合的燃料 沿着方向s喷射进入容纳腔时,可自这些孔洞4喷出,再在该外壁5的表面3 点火,燃料便可燃烧产生火焰(如图2所示)。虽然预混式燃烧器较容易让燃料完全燃烧,并大幅降低CO及N0x的排放, 然而,由于结构问题,预混式燃烧器发生回火(nashback)的可能性比较大,为 防止回火,炉头设计会比较复杂且笨重。因此,用于覆盖在该外罩壳体表面以 改善前述问题的覆盖物便被开发。燃烧器覆盖物可用以覆盖在图1所示的燃烧 器的外罩壳体1的表面3,以加大燃烧器的燃烧延迟空间(距离),提高燃烧器的 加热效率。最简单的燃烧器覆盖物为金属制网状覆盖物,其能用以增加燃烧器 的加热空间。然而,此类金属制网状覆盖物并无法显著增加燃烧器的加热效率。此外,现有技术也揭露了一种多孔陶瓷覆盖物,其是以陶瓷材料所制成的 含有数个孔洞的燃烧器覆盖物。该多孔陶瓷覆盖物除了能增加燃烧器的加热空 间之外,还能使未燃烧完全的气态燃料,如瓦斯,短暂储存在孔洞中,增加燃 料被燃烧的机会。然而,此类多孔陶瓷覆盖物的重量较重,并且容易因为撞击 而受损,也容易因为冷热不均造成龟裂等损坏。因此,以金属短纤(metalf iber),如切削金属短纤(machined metalf iber), 所制成的燃烧器覆盖物便被研发出来,如美国专利号第7,053,014号所揭露的 包含切削金属短纤束的燃烧器薄膜(burner membrane);以及国际公告号WO 97 / 04152号所揭露的包含切削金属短纤束(machined metal f iberbundle)的织 物,以取代前述的现有燃烧器覆盖物。请参见图3及图4,图3是美国专利号第 7, 053, 014号所揭露的作为燃烧器薄膜的织物;图4则是以图3中的薄膜覆盖于 图2中的燃烧器的外罩壳体示意图。如图3、图4所示,该织物6由数根切削金 属短纤7所捻成的多束切削金属短纤束8以及多束纬纱9所织成。特别地,这 些切削金属毛羽会自金属短纤束8伸展出来并覆盖在这些切削金属短纤束8与 纬纱9所形成的一开口区域(叩enzone)10。此外,当将该织物6覆盖在燃烧器外罩壳体的表面时,这些凸出于开口区域10的切削金属毛羽能提高织物6的覆 盖率(covering ratio),借以降低燃料的散失速度,提高燃料完全燃烧的机率。 此外,较高的覆盖率也可提高该织物的布气密度,并且有助于燃料的平均分布。 然而,由于切削金属短纤的纤维机械强度较弱,而且纤维线径变异大,因 此很容易在燃烧器组装、使用及保养时断裂,进而造成燃烧器堵塞,影响燃烧 器的使用寿命。更甚者,这些切削金属短纤的掉落也会造成织物的覆盖率降低 及透气度变异加大,进而造成布气密度改变以及燃料分布不均匀的问题。此外, 由于上述专利文献提到这些切削金属纤维的长度仅约为10至25公分,而且纤 维机械强度较弱,因此在加捻时会面临极大的困难,若捻度太低,则短纤之间 的抱合力不足,造成织物强度下降,容易破裂,致使该燃烧器薄膜的机械性能 随着使用时间而下降;若捻度太高,则使切削金属毛羽数量减少,覆盖率降低。 由于预混式燃烧器的混合比例以及送出压力需要与燃烧器覆盖物的阻力匹 配,因此燃烧器覆盖物的阻力不可变异过大,换言之,其覆盖率最好要能保持 恒定。此外,因为要使用在高温环境,因此燃烧器覆盖物在高温下的纤维强度 要足够才能有足够的使用寿命。显而易见地,上述专利文献所揭露的燃烧器薄 膜利用切削金属短纤的金属短纤毛羽覆盖在开口区域来增加覆盖率的作法,由 于纤维机械强度弱,事实上,并无法精确地控制金属毛羽脱落的问题,因此其 覆盖率也无法保证。此外,因为上述专利文献使用切削法制成的金属纤维,故 其强度较弱,容易断裂,所以利用切削金属短纤制成的织物强度也下降,因此 使用寿命较短。此外,为解决上述金属短纤燃烧器覆盖率不稳定的问题,中国实用新型专利 ZL200720146279.X介绍了集束拉拔法提供的多束金属纱所织成织物,该织物克服了前述切削金属短纤维织物的缺陷,它提供一种作为一燃烧器覆盖物的织物。 覆盖率不容易随着使用时间而改变,并且,其所使用的金属纤维强度较强,不 易断裂,因此较不会影响燃烧器的寿命也较能维持织物的透气度。但生产过程 对环境有相当影响。该方法生产成本较高,同时,因集束拉拔法固有的缺陷, 决定了纤维的直径不均匀,并且纤维表面形貌复杂,不利于织物的高温寿命。
本实用新型所要解决的技术问题是,针对现有技术不足,提供一种加工成 本更低、使用寿命更长且具有稳定覆盖率的作为燃烧器覆盖物的织物。为解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案为 一种作为燃烧器 覆盖物的织物,所述织物由金属单丝多根加捻线织成,所述金属单丝多根加捻 线由数根金属单丝捻成,所述金属单丝多根加捻线的重量占该织物重量的ioo %。经验表明,金属单丝的直径严重影响着织物的耐温寿命,单丝拉拔法提供的 单丝多根加捻线所织成织物比集束拉拔法获得的多根金属纱所织成织物均匀度
高,因每根金属单丝都由一组钻石模具精确控制直径,该直径一般为18微米至 300微米之间,由于金属单丝直径的稳定性和可控性,使本实用新型可以获得更 理想的使用寿命。
此外,本实用新型能通过金属单丝的根数、捻度、织物的织法、织物的厚 度及织物的覆盖率等因子来控制透气度;此外,还能通过金属单丝的直径、根 数及捻度等因子来控制本实用新型的使用寿命。
本实用新型的金属单丝生产过程中无需酸洗退皮,且金属毛羽较集束拉伸 法大量减少,不但有利于保护环境,更使本实用新型有高的纯净度,从而提高了本实用新型使用寿命,透气度。
此外,本实用新型的金属单丝生产过程中采用连拉连退工艺,减少了生产 环节和集束拉拔法所需的大量辅材的消耗,从而大大降低了生产成本。
为了让本实用新型的目的、特征和优点能更明显易懂,下面将结合附图对 本实用新型的较佳实施例详细说明
图1是现有的预先混合式燃烧器的外罩壳体示意图; 图2是图1中的外罩壳体在点火燃烧时的示意图; 图3是美国专利第7, 053, 014号所揭露的作为燃烧器薄膜的织物; 图4是以图3中的薄膜覆盖在图2中的燃烧器的外罩壳体示意图; 图5是本实用新型作为燃烧器覆盖物的织物第一较佳实施例示意图; 图6是图5织物的其中一束金属纱沿着E-E线的剖面图; 图7是本实用新型作为燃烧器覆盖物的织物第二较佳实施例示意图; 图8是本实用新型的金属单丝多根加捻线示意图。
请参阅图5、图6,图5是本实用新型作为燃烧器覆盖物(burner cover)的 织物(textile article)的第一较佳实施例示意图;图6是图5中的一束金属捻 线沿着E-E线的剖面图,该作为燃烧器覆盖物的织物是以针织法(knitting way) 所织成。特别地,该作为燃烧器覆盖物的织物由金属单丝多根加捻线ll织成。 此外,这些金属单丝多根加捻线11的重量占该织物重量的100%。在实际应用 中,该金属单丝多根加捻线主要由单丝拉拔法(Wire drawing)所得,因此长 丝丝径及强度可以精确地控制。进一步,如图6所示,本实用新型的金属单丝多根加捻线ll由数根单丝12 所捻成,该数根金属单丝12的截面为圆形。特别地,当本实用新型的单丝多根 加捻线织物作为燃烧器覆盖物时,如瓦斯等气体燃料可以经由该金属单丝多根 加捻线11中的金属单丝12之间的缝隙通过(如图6的箭头所示)。由于这样的 路径较长且复杂,因此可延迟气体燃料的逸散速度,并增加布气均匀性。同时, 因为金属单丝多根加捻线11由数根金属单丝12所捻成,所以燃气可接触的热 表面积增大,大幅提升其完全燃烧的机率。
因为金属单丝多根加捻线11的金属单丝12是通过单丝拉拔法制得,所以 直径、芯数及强度上可以获得精确控制,因此,配合金属单丝12的直径、强度 及金属单丝多根加捻线11的捻度,本实用新型可以精确控制金属单丝多根加捻 线11的透气度而无需依赖金属毛羽等不可控的因子,使通过本实用新型不同位 置的气体燃料量相等,也使本实用新型不同位置所提供的热辐射量以及热辐射 效率相等。
在实际应用中,金属单丝直径越大使用温度越高,根据使用温度及使用寿 命的要求,本实用新型的金属单丝直径范围为从18微米至300微米。
在实际应用中,为延迟气体燃料的逸散速度及增加燃气可接触的热表面积, 本实用新型金属单丝多根加捻线11中的金属单丝12根数最佳在5根以上。
在实际应用中,该纺织结构特性包含,但不受限于,本实用新型作为燃烧 器覆盖物的织物具有50%-100%的覆盖率。[覆盖率]表示本实用新型中金属单 丝多根加捻线的面积占本实用新型所包含总面积的比例,在此实施例中,[覆盖 率』可用来表示各经纱之间或各纬纱之间的空隙大小,覆盖率越大表示空隙越 小。此外,覆盖率越大表示燃料越能均匀分布在作为燃烧器覆盖物的织物上,因此能促进织物上各个位置皆有等量的燃料被燃烧。
在实际应用中,金属单丝多根加捻线的捻度会影响纱及织物的透气度,因
此该金属单丝多根加捻线的捻度为0-800捻/米。
在实际应用中,该金属单丝多根加捻线的密度为10-300根/厘米。
在实际应用中,该作为燃烧器覆盖物的织物具有一多层结构,例如,双层 结构、三层结构等。
在实际应用中,本实用新型的金属单丝可以由适当的金属材料,特别是能 耐高温的金属材料,例如不锈钢(stainlesssteel)、铁络铝合金 (Pecralalloy)、镍铬合金(Nicralloy)、铜镍合金(CuNialloy)以及铁铬合金 (Pecralloy)等所制成。
进一步请参阅图7、图8,图7是本实用新型作为燃烧器覆盖物的织物的第 二较佳实施例示意图,图8是本实用新型的金属单丝多根加捻线示意图,该作 为燃烧器覆盖物的织物是以平织法(weaving way)织造金属单丝多根加捻线13 所织成。
在实际应用中,本实用新型也可由经编针织法(warpknitting)、纬编针织 法(wef tknitting)或编织法(braidingway)所织成。
综上所述,相较于现有技术中的燃烧器覆盖物,本实用新型无金属毛羽, 不易产生金属毛羽脱落的现象,因此不会造成燃烧器阻塞,也不会影响燃烧器 的使用寿命。此外,本实用新型能通过单丝根数、捻度、织物的织法、织物的 厚度及织物的覆盖率等因子来控制透气度;此外,本实用新型能通过单丝的直 径、根数及捻度等因子来控制燃烧器覆盖物的使用寿命,较不易随着使用时间 而下降,也能保持透气度的恒定,因此能符合各种使用环境的需求。特别地,本实用新型的金属单丝多根加捻线通过金属单丝捻纱形成,因此本实用新型的 表面积能有效增加,但覆盖物面积不会增加太多,以符合不同燃烧器的需求。 同时通过本实用新型可提升燃料的燃烧效率,降低燃料耗损,也可避免因燃料
燃烧不完全,C0及N0x散逸所造成的意外。
作为燃烧器覆盖物的织物制作方法
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