KR100574698B1 - Process for manufacturing a graphite heating element and a graphite heating element manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흑연발열체의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 흑연발열체에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법은 흑연분말을 결합제와 혼합하여 흑연 혼합물을 조제하는 단계와, 상기 조제된 흑연 혼합물을 절연체에 봉입하여 충전하는 단계, 및 상기 절연체에 충전된 흑연 혼합물을 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a method for producing a graphite heating element and a graphite heating element produced thereby. The manufacturing method of the present invention comprises the steps of preparing a graphite mixture by mixing the graphite powder with a binder, filling the prepared graphite mixture into an insulator, and calcining the graphite mixture filled in the insulator. It is characterized by.
흑연발열체, 절연 Graphite heating element, insulation
Description
도 1은 일반적인 흑연발열체의 단면을 보여주는 도면, 1 is a view showing a cross section of a typical graphite heating element,
도 2는 본 발명에 따른 제조 공정에서 필요한 흑연체와 유리관을 보여주는 도면, 2 is a view showing a graphite body and a glass tube required in the manufacturing process according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 제조 공정에서 유리관에 흑연체가 봉입된 상태를 보여주는 도면, 3 is a view showing a state in which a graphite body is sealed in a glass tube in the manufacturing process according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 제조 공정에서 봉입된 유리관을 알루미나관 내에 흑연분말로 묻은 상태를 보여주는 도면, 4 is a view showing a state in which the glass tube encapsulated in the manufacturing process according to the present invention with graphite powder in the alumina tube,
도 5는 본 발명에 따른 제조 공정에서 알루미나관의 밀폐한 상태를 보여주는 도면, 5 is a view showing a closed state of the alumina tube in the manufacturing process according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 제조 공정에서 조제된 흑연발열체를 보여주는 도면. 6 is a view showing a graphite heating element prepared in the manufacturing process according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 흑연 혼합물 200 : 유리관100: graphite mixture 200: glass tube
300 : 알루미나관 400 : 흑연분말300: alumina tube 400: graphite powder
500 : 공기차단막 600 : 흑연발열체500: air barrier membrane 600: graphite heating element
본 발명은 흑연발열체 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 흑연분말과 콜타르피치의 혼합물인 흑연체를 절연체에 봉입한 후 열처리하여 흑연발열체를 제조하는 흑연발열체 제조방법 및 이에 의하여 제조된 흑연발열체에 관한 것이다. The present invention relates to a graphite heating element and a method for manufacturing the same, a graphite heating element manufacturing method for producing a graphite heating element by encapsulating a graphite body which is a mixture of graphite powder and coal tar pitch in an insulator and heat-treated to the graphite heating element and thereby produced It is about.
일반적으로, 발열체는 주로 전기저항을 보유하고 있어서 전기를 통하면 발열을 하는 금속 또는 비금속계를 이용하여 제작되어 왔다. 전자기기 외의 경우에 사용되는 저항 발열체는 금속 발열체로서 Fe-Cr-Al계, Nl-Cr계, 고용점 금속 등이 있으며, 비금속 발열체로서 탄화규소, 몰리브덴 실리사이드, 란탄크로마이트, 탄소, 지르코니아 등이 있다. In general, the heating element mainly has an electrical resistance, and has been manufactured using a metal or non-metallic system that generates heat through electricity. Resistor heating elements used outside of electronic devices include Fe-Cr-Al, Nl-Cr, and solid-solvent metals as metal heating elements, and silicon carbide, molybdenum silicide, lanthanum chromite, carbon, and zirconia are non-metal heating elements. have.
금속발열체는 고온에서 변형이 적고, 가공성이 좋으며 내산화성이 좋으나 고압에서 발열하므로 전류가 흐를 때 발생하는 자장이 유해하다. 이들 금속 발열체들은 통상적으로 고압의 교류 전원을 사용하므로 전압이 높아서 안전상 위험할 뿐만 아니라 발열체에 흐르는 고압 전류가 인체에 유해한 전자장을 발생시켜 장시간 사용할 경우에 건강에 해롭다.The metal heating element is less deformed at high temperature, has good workability and good oxidation resistance, but the magnetic field generated when the current flows is harmful because it generates heat at high pressure. Since these metal heating elements typically use high voltage AC power, they are not only dangerous for safety due to high voltage, but high voltage current flowing to the heating elements generates an electromagnetic field harmful to the human body, which is harmful to health.
비금속 발열체 중에서 탄화규소 발열체는 비금속 발열체로서 가장 많이, 또 넓은 분야에 걸쳐 공업적으로 실용되고 있고, 주로, 800 ~ 1600℃의 온도영역에서 사용되며, 몰리브덴 실리사이드(MoSi2)계 및 란탄크로마이트(LaCrO2)발열체 등은 특수한 고온에서 사용되고 있다. Among the non-metal heating elements, silicon carbide heating elements are the most non-metal heating elements and are industrially used in a wide range of fields, and are mainly used in the temperature range of 800 to 1600 ° C., and molybdenum silicide (MoSi 2 ) -based and lanthanum chromate ( LaCrO 2 ) heating elements are used at special high temperatures.
흑연발열체는 직접 통전하여 발열하는 저항 발열체로서, 그리고 고주파유도에 의한 발열을 이용하는 다양한 고온용 발열체로서 이용되고 있다. 흑연발열체는 중성이나 환원분위기에서 사용할 경우에는 200 ~ 2500℃의 온도로 사용 할 때가 가장 많으며, 저항 발열체의 경우 사용조건이나 전기조건에 맞추어 형상을 파이프 모양이나 막대모양, 판 모양의 단순한 것으로부터 복잡한 것까지 선정할 수 있다. 흑연발열체의 특징으로서는 열과 전기를 잘 전달하고 열팽창이 작고 내열충격성이 우수하며, 고온에서의 강도가 높고 화학적으로 안정하고 내약품성이 있을 뿐만 아니라 가공성이 좋다. 그러나 흑연제품은 어느 온도(대기중에서 탄소는 350℃, 흑연은 450℃)이상에서는 산화되기 시작하며 기계적 강도도 금속보다 낮은 단점이 있다. Graphite heating elements are used as resistance heating elements that generate electricity directly by heating, and as various high temperature heating elements that use heat generated by high frequency induction. Graphite heating elements are most often used at a temperature of 200 ~ 2500 ℃ when used in a neutral or reducing atmosphere. In the case of a resistance heating element, the graphite heating element is complicated from the simple shape of pipe, rod, and plate according to the use condition or electric condition. You can select up to one. As a characteristic of graphite heating element, it transfers heat and electricity well, has small thermal expansion, excellent thermal shock resistance, high strength at high temperature, chemical stability, chemical resistance and processability. However, graphite products start to oxidize at a certain temperature (350 ° C in the air, 450 ° C in the graphite) and have a lower mechanical strength than metals.
도 1은 일반적인 흑연발열체의 단면을 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a cross section of a typical graphite heating element.
도 1을 참조하면, 흑연발열체(10)의 표면에 무기질 세라믹 코팅제로 코팅하여 전기 절연 및 표면 보호를 위한 절연피막을 형성한다. 세라믹 코팅은 코팅제를 흑연 발열체의 표면에 살포하거나 붓으로 바르거나 코팅제 용액에 담가서 말리거나 양생하면 세라믹피막(11)을 흑연발열체(10)에 도포할 수 있다. Referring to FIG. 1, an inorganic ceramic coating is coated on the surface of the
따라서, 흑연발열체(10)의 표면에 절연피막(11)을 입혀 누전 및 감전을 예방한다. Therefore, the
전술한 종래의 흑연발열체는 소성중 수축 및 변형이 생기기 때문에 발열체의 크기에 제약을 받는 문제점이 있었다. 또한, 흑연체를 제조한 후에 절연체를 별도로 제작하여야 하는 번거로움이 있었다. The conventional graphite heating element described above has a problem that the size of the heating element is restricted because shrinkage and deformation occur during firing. In addition, there is a hassle to produce an insulator separately after producing the graphite body.
이러한, 흑연발열체를 구성하는 흑연은 30볼트 이하의 저압에서도 발열하며 발열체의 온도가 변하더라도 저항값의 변화가 없어서 전압만 조정하면 소정의 온도를 일정하게 유지할 수 있으며, 직류로 발열이 가능하고 저압의 직류에 의해 발생하는 자장은 지구 자기장과 유사하여 인체나 동식물에 전혀 무해할 뿐만 아니라 동식물의 생장을 촉진하는 기능이 있다. The graphite constituting the graphite heating element generates heat even at a low pressure of 30 volts or less, and there is no change in resistance even if the temperature of the heating element changes, so that only a voltage can be adjusted to maintain a predetermined temperature. The magnetic field generated by direct current is similar to the earth's magnetic field, which is harmless to the human body and plants and has the function of promoting the growth of animals and plants.
흑연은 이러한 장점이 있음에도 불구하고 분말을 고형화하기 어려운 재료이다. 종래의 기술을 이용하는 경우에는 흑연 분말을 통상적인 방법으로 고형화할 수 없어서 고압 또는 고온으로 고형화하여야 하지만 이렇게 고형화하려면 고가의 장비를 확보해야 하므로 제작비가 많이 소요되어 비경제적이다. Graphite is a material that is difficult to solidify the powder despite its advantages. In the case of using the conventional technology, the graphite powder cannot be solidified by a conventional method, and thus, the graphite powder must be solidified at a high pressure or a high temperature. However, the solidification of the graphite powder requires expensive equipment, which is expensive and expensive.
이러한 흑연체로 널리 사용되는 것이 몰디드 그라파이트인데, 상기한 이유로 현재 국내에서는 생산되고 있지 않아 전량 수입하여 사용하고 있다. 몰디드 그라파이트는 가공공정에서 상당량의 흑연분말이 부산물로 발생하여 버려지고 있다. 이러한 흑연분말을 재활용하여 흑연체를 제조하는 기술은 동일 출원인에 의해 출원된 국내 특허출원 제 2003-11771호에 개시하고 있다. Molded graphite is widely used as such a graphite body, and because of the above reasons, it is not currently produced in Korea and is imported and used in its entirety. Molded graphite is thrown away as a by-product of a large amount of graphite powder in the processing process. The technique for producing graphite by recycling such graphite powder is disclosed in Korean Patent Application No. 2003-11771 filed by the same applicant.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 흑연발열체의 문제점인 소성중 수축 및 변 형이 생겨 발열체의 크기에 제약을 받는 것을 해결하기 위해서 유리 및 세라믹관등에 봉입하여 제조하므로 관의 크기 및 모양과 동일한 발열체를 형성할 수 있으며, 흑연체를 성형하는 과정이 필요 없으므로 흑연발열체의 제조공정을 단축할 수 있는 흑연발열체의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 흑연발열체를 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to enclose the glass and ceramic tubes in order to solve the problem that the shrinkage and deformation during firing is a problem of the conventional graphite heating element is limited to the size of the heating element, so that the heating element of the same size and shape The present invention provides a method of manufacturing a graphite heating element and a graphite heating element manufactured thereby, which may form a graphite body, and thus may not shorten the process of molding the graphite body.
또한, 본 발명의 목적은 상기한 특허출원 제 2003-11771호에 개시된 흑연분말을 재활용하여 흑연발열체를 조제하는 흑연발열체의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 흑연발열체를 제공함에 있다.
It is also an object of the present invention to provide a method for producing a graphite heating element for preparing a graphite heating element by recycling the graphite powder disclosed in the patent application No. 2003-11771 and a graphite heating element produced thereby.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흑연발열체의 제조방법은 흑연분말을 결합제와 혼합하여 흑연 혼합물을 조제하는 단계와, 상기 조제된 흑연 혼합물을 절연체에 봉입하여 충전하는 단계, 및 상기 절연체에 충전된 흑연 혼합물을 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The method of manufacturing a graphite heating element according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of preparing a graphite mixture by mixing the graphite powder with a binder, and filling the prepared graphite mixture in an insulator, and the insulator Firing the filled graphite mixture.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 절연체는 유리관인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the insulator is a glass tube.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 절연체는 세라믹관인 것을 특징으로 한다. 유리관과 세라믹관은 굵기가 얇아 흑연분말과의 밀착성을 좋게 하므로 본 실시예에서 절연체로 사용한다. 그러나, 절연체는 본 실시예에서 사용된 유리 및 세라믹에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 절연체를 사용할 수 있다. In the present invention, the insulator is a ceramic tube. The glass tube and the ceramic tube have a thin thickness to improve adhesion to the graphite powder, and thus are used as insulators in this embodiment. However, the insulator is not limited to the glass and ceramics used in this embodiment, and various kinds of insulators can be used.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 소성단계는 상기 충전된 흑연 혼합물과 절연체가 밀착되는 소성온도에서 소성하는 것을 특징으로 한다. Further, in the present invention, the firing step is characterized in that the firing at a firing temperature in which the filled graphite mixture and the insulator are in close contact.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 소성온도는 1000 내지 1200℃인 것을 특징으로 한다. 이러한, 소성온도에서 콜타르 피치가 흑연화되는 특성 때문에 흑연 혼합물의 소성온도로 사용한다. 따라서, 보다 높은 강도의 흑연체를 얻을 수 있는 장점이 있다. In addition, in the present invention, the firing temperature is characterized in that 1000 to 1200 ℃. Since the coal tar pitch is graphitized at the firing temperature, it is used as the firing temperature of the graphite mixture. Therefore, there is an advantage that a graphite of higher strength can be obtained.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 결합제는 콜타르 피치, 페트로륨 피치, 합성수지 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 흑연 혼합물을 결합하기 위해 콜타르 피치, 페트로륨 피치, 합성수지가 모두 가능하며, 흑연을 결합시키는 기능을 가지는 것이면 본 발명에서 결합제로서 사용할 수 있기 때문에 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 보다 높은 강도의 흑연체를 얻기 위해서 콜타르 피치를 사용하였다.In addition, in the present invention, the binder is characterized in that any one of coal tar pitch, petroleum pitch, synthetic resin. Coal tar pitch, petroleum pitch, and synthetic resins are all possible to bind the graphite mixture, and any one having a function of binding graphite may be used as a binder in the present invention, but is not limited thereto. In a preferred embodiment of the present invention, coal tar pitch is used to obtain a graphite of higher strength.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 흑연분말은 천연 인상흑연분말 및 몰디드 그라파이트에서 얻어진 폐기흑연분말로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다. 이것은, 고가의 몰디드 그라파이트의 재활용을 촉진할 수 있는 장점이 있고 흑연분말을 용이하게 얻을 수 있다. In the present invention, the graphite powder is selected from the group consisting of natural graphite graphite and waste graphite powder obtained from molded graphite. This has the advantage of facilitating the recycling of expensive molded graphite and the graphite powder can be easily obtained.
이하, 첨부한 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 2 to 6 will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제조공정중 절연과정을 설명한다. Referring to Figures 2 and 3 will be described the insulation process during the manufacturing process of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 제조 공정에서 필요한 흑연 혼합물(100)과 유리관(200)을 보여주는 도면이다. 2 is a view showing the
도 2를 참조하면, 본 발명의 흑연발열체의 제조 공정상에서 사용되는 흑연 혼합물(100)은 동일 출원인에 의해 출원된 특허출원 제 2003-11771호에 개시된 흑연체 제조공정에서 사용된 것으로 이에 대해 설명하면 다음과 같다. Referring to Figure 2, the
본 발명에 적용되는 흑연 혼합물(100)은 몰디드 그라파이트에서 얻어진 폐기 흑연분말에 콜타르 피치를 결합제로 사용한다. The
우선, 몰디드 그라파이트로부터 폐기 흑연을 회수하고 이를 분쇄한다. 분쇄과정을 거친 폐기 흑연을 320메시(44㎛)체를 통과시켜 사용하고, 콜타르피치는 60매시(250㎛)의 조립을 사용한다. 여기서, 흑연 혼합물 100ｇ은 폐기 흑연 70ｇ과 콜타르피치 30ｇ으로 조성된다. First, waste graphite is recovered from the molded graphite and ground. The waste graphite, which has been pulverized, is passed through a 320 mesh (44 μm) sieve, and coal tar pitch is used to assemble 60 meshes (250 μm). Here, 100 g of the graphite mixture is composed of 70 g of waste graphite and 30 g of coal tar pitch.
콜타르 피치의 경우는 1200℃ 이상에서 흑연화가 일어나는 특성을 지니고 있어서 소결단계를 1200℃이상에서 수행할 경우 흑연분말 사이에 결합제로 존재하는 콜타르 피치가 소결됨으로써 보다 높은 강도의 흑연체를 얻을 수 있기 때문이다. In the case of coal tar pitch, graphitization occurs at 1200 ° C. or higher, and when the sintering step is performed at 1200 ° C. or higher, coal tar pitch existing as a binder between graphite powders is sintered to obtain a higher strength graphite body. to be.
본 발명의 제조공정상에, 폐기 흑연 분말과 콜타르피치를 혼합하여 얻어진 흑연 혼합물(100)과 유리관(200)이 필요한데, 유리관(200)은 절연관으로 사용하기 위한 것이다. In the manufacturing process of the present invention, the
이렇게 조제된 흑연 혼합물을 발열체로 만들기 위해서는 외부에 절연을 해야 하므로 본 실시예에서는 유리관(200)을 사용한다. 유리관의 두께는 얇을수록 열효율이 높기 때문에 얇은 것을 사용한다. 또한, 흑연 혼합물과의 밀착성도 좋게 하기 위함이다. Since the graphite mixture thus prepared must be insulated from the outside in order to make the heating element, the
또한, 도 2에 도시되지는 않았으나, 절연관으로 세라믹을 사용할 수 도 있 다. 세라믹은 내열성이 좋으며 열전도율이 낮은 성질을 가지므로, 세라믹도 절연관으로 사용할 수 있다. In addition, although not shown in Figure 2, it is also possible to use a ceramic as an insulating tube. Since ceramics have good heat resistance and low thermal conductivity, ceramics can also be used as insulation tubes.
도 3은 본 발명에 따른 제조 공정에서 유리관(200)에 흑연 혼합물(100)이 봉입된 상태를 보여주는 도면이다.3 is a view showing a state in which the
흑연 혼합물(100)과 유리관(200)이 준비된 상태에서, 도 3에 보여지는 것처럼, 흑연 혼합물(100)을 유리관(200)속에 봉입하여야 한다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 흑연 발열체를 제조하기 위한 절연과정의 하나이다. 또한, 세라믹관을 사용하는 경우는 세라믹관에 봉입하면 된다. 여기서, 세라믹관의 두께도 얇을수록 흑연 혼합물과의 밀착성을 좋게 한다. 여기서, 유리관이나 세라믹관을 절연관으로 사용하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 관 모양 뿐만 아니라 다양한 모양의 절연체를 사용하여 절연과정을 수행할 수 있으며, 다양한 모양의 절연체를 사용하면, 그에 따라 제조된 흑연 발열체도 다양한 모양으로 만들 수 있다. With the
도 2내지 도 3에 의한 절연과정은 도 2에 도시된 것처럼 유리관 즉, 절연체의 내부에 충전될 충전물인 흑연 혼합물을 혼합하는 공정과, 도 3에 도시된 것처럼, 절연체인 유리관의 내부에 흑연 혼합물을 충전하는 공정으로 세분화될 수 있다. The insulation process according to FIGS. 2 to 3 is a process of mixing the graphite mixture, which is a filler to be filled in the interior of the glass tube, that is, the insulator as shown in FIG. It can be subdivided into the process of filling.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 소성과정을 설명한다. Hereinafter, the firing process will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명에 따른 제조 공정에서 봉입된 유리관을 알루미나관 내에 흑연분말로 묻은 상태를 보여주는 도면이다. 4 is a view showing a state in which the glass tube encapsulated in the manufacturing process according to the present invention with graphite powder in the alumina tube.
도 4를 참조하면, 흑연 혼합물(100)을 유리관(200)에 봉입하여 소성하는 소 성과정은 흑연 혼합물의 구성성분인 흑연분말과 결합제가 서로 접한 면에서 그 구성성분들을 서로 연결시키면서 전체적으로 흑연화시키는 단계가 필요한데, 결합제로서 콜타르피치를 사용할 경우에, 클타르 피치는 1200℃ 이상에서 흑연화되는 특성이 있기 때문에 상기 성형된 흑연 혼합물을 1200℃ 이상으로 가열함으로써 소성하는 경우에는 콜타르 피치가 흑연화됨으로써 보다 높은 강도의 흑연발열체를 얻을 수 있는 장점이 있다. 콜타르 피치 이외의 기타의 결합제를 사용할 경우에, 소성단계는 그러한 결합제의 특성에 따라 적당한 온도로 가열하거나 기타의 처리를 함으로써 가능하게 되는데, 그러한 적당한 온도의 선택이나 기타의 처리 등은 당업자의 통상의 능력의 범위 내에 속한다. Referring to FIG. 4, the calcined tablet in which the
이러한 소성과정에의 흑연 혼합물은 절연체인 유리관 및 세라믹관과 밀착하도록 해야 한다. 이를 위해 도 4에 도시된 것처럼, 흑연분말(400)로 채운 알루미나관(300)에 흑연혼합물(100)을 봉입한 유리관(200)을 묻어서 1000-1200℃에서 소성한다. The graphite mixture in this firing process should be in close contact with the glass and ceramic tubes as insulators. For this purpose, as shown in FIG. 4, the
본 실시예에서는 소성로로써 알루미나관(300)을 이용하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다 즉, 본 발명의 흑연발열체를 제조하기 위한 소성온도가 1000-1200℃이므로 이 온도에서 견디는 것은 모두 소성로로 사용할 수 있다. 즉, 알루미나관(300)은 1000-1200℃에서 견딜수 있으므로 소성로로 사용한다. 그리고, 그 알루미나관(300)의 내부에는 흑연분말을 채운다. 그리고, 채워진 흑연분말에 흑연 혼합물(100)이 봉입된 유리관(200)을 묻는다. 이는 소성시에 유리관(200)이 소성로에 융착됨을 방지하며, 유리관(200)내의 흑연 혼합물(100)이 산화되는 것을 방지하 기 위한 것이다. In the present embodiment, the
이러한 소성과정에서 절연체로 유리관을 사용한 경우, 흑연 혼합물과 유리와의 밀착성을 좋게 하기 위해서 소성온도(1000-1200℃)에서 유리가 흑연 혼합물(100)에 녹아 붙도록 해야 한다. 이러한 소성온도를 사용하는 소성과정에서 유리는 녹아서 흘러내리므로 이때는 소성로 전체를 회전시키면서 소성하는 로터리식 소성 방식을 수행해야 한다. In the case of using the glass tube as an insulator during the firing process, in order to improve the adhesion between the graphite mixture and the glass, the glass should be melted at the firing temperature (1000-1200 ° C.). In the firing process using the firing temperature, the glass melts and flows down, so in this case, the rotary firing method of firing while rotating the entire firing furnace should be performed.
또한, 소성과정에서 절연체로 세라믹관을 사용하는 경우, 흑연 혼합물과 세라믹을 밀착성을 좋게 하기 위해서는 세라믹관이 소성수축이 생기도록 해야 한다. 따라서, 세라믹관은 소결되지 않은 건조상태의 세라믹이나 일차소성만 행해진 상태의 세라믹관을 사용한다. 그래야 본 발명의 소성과정에서 소성수축이 발생하여 흑연 혼합물과 밀착된다. In addition, in the case of using a ceramic tube as an insulator in the firing process, in order to improve adhesion between the graphite mixture and the ceramic, the ceramic tube should be plastically contracted. Therefore, the ceramic tube uses a ceramic that is not sintered in a dry state or a state in which only primary firing is performed. Thus, plastic shrinkage occurs in the firing process of the present invention to be in close contact with the graphite mixture.
도 5는 본 발명에 따른 제조 공정에서 알루미나관의 밀폐한 상태를 보여주는 도면이다. 5 is a view showing a closed state of the alumina tube in the manufacturing process according to the present invention.
도 5를 참조하면, 알루미나관(300)을 소성하기 전에 공기의 유입을 차단해야한다. 따라서, 양쪽 끝단에 공기차단막(500)을 두어 공기를 차단한 상태에서 소성과정을 수행하게 된다. Referring to FIG. 5, the inflow of air should be blocked before firing the
도 6은 본 발명에 따른 제조 공정에서 조제된 흑연발열체를 보여주는 도면이다. 6 is a view showing a graphite heating element prepared in the manufacturing process according to the present invention.
도 6을 참조하면, 소성과정을 거친 여러 가지 형태의 흑연발열체(600)를 보여준다. 절연관의 굵기에 따라 다양한 굵기의 흑연발열체(600)가 제조된 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6, various types of
이러한 흑연발열체(600)는 표면에서 미세한 흑연 분말이 묻어나는 것을 방지하고 흑연발열체의 표면에서 전기가 누전되거나 사람이나 동식물이 감전되는 것을 방지하기 위해 내구성이 우수하고 전기 절연성이 보장된다. The
따라서, 본 발명은 폐기 흑연분말에 결합제를 혼합한 혼합물을 절연체의 내부에 봉입하여 절연하고 이를 소성하므로 소성과정에서 생기는 수축 및 변형을 방지하는 효과를 제공한다. Accordingly, the present invention provides an effect of preventing the shrinkage and deformation caused during the firing process by encapsulating the mixture of the waste graphite powder mixed with the binder inside the insulator and baking it.
또한, 본 발명은 혼합물을 봉입하는 절연체의 모양 및 크기를 다양화할 수 있으므로 이에 의해 제조된 흑연발열체 또한 다양한 모양이나 크기로 제작할 수 있는 효과를 제공한다. In addition, the present invention can vary the shape and size of the insulator to encapsulate the mixture, thereby providing the effect that the graphite heating element produced by this also can be produced in various shapes or sizes.
또한, 본 발명은 절연관을 사용하여 편리하게 발열구조를 만들 수 있으며, 발열체 내에 포함된 흑연이 가진 전기전도성을 이용하여 저압의 직류 전기를 발열체에 통하여 발열하므로, 주거환경 또는 생산시설 난방을 위한 난방구조의 신설 및 개선에 적용할 수 있다. In addition, the present invention can make a heat-generating structure conveniently using an insulated tube, and heat the low-voltage direct current through the heating element by using the electrical conductivity of the graphite contained in the heating element, for heating the residential environment or production facilities Applicable to the construction and improvement of heating structures.
또한, 본 발명은 저압의 전기를 흐르게 하더라도 발열 효율이 우수하며, 고온에서 발열체의 물리적 성질이 변화하지 않는 안정성이 있고 장기간 동안 가열과 냉각이 반복되더라도 내구성이 뛰어나며 지속적으로 발열성이 유지된다.
In addition, the present invention is excellent in the heat generation efficiency even when the electricity flows at low pressure, and the stability of the physical properties of the heating element does not change at high temperatures, even if repeated heating and cooling for a long period of time excellent durability and continuous heat generation is maintained.
따라서, 본 발명의 흑연발열체는 건물의 바닥재 또는 벽재 등 다양한 용도의 발열재로 사용될 수 있다. Therefore, the graphite heating element of the present invention can be used as a heating material for various purposes such as a flooring material or a wall material of a building.
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