KR100812733B1

KR100812733B1 - 수평식 소자 배열 장치

Info

Publication number: KR100812733B1
Application number: KR1020037011372A
Authority: KR
Inventors: 라스-괴란 요한손
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2008-03-12
Also published as: KR20030090654A; JP3968308B2; CN1500366A; SE0101136D0; TWI250535B; EP1374639B1; CN1262147C; JP2004530266A; SE0101136L; US20040165644A1; US6879622B2; WO2002080621A1; ATE361651T1; DE60219902T2; EP1374639A1; DE60219902D1; SE516910C2

Abstract

본 발명은 높은 작동 온도를 가지는 전기저항 소자를 설치하는 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는, 글로우 존(glow zone : 3)을 가지는 적어도 하나의 소자, 글로우 존을 지지하는 지지 플레이트(1) 및 중간 플레이트(2)를 포함한다. 소자는 그 길이 방향으로 주름지며, 상부측 주름은 수직 지지 플레이트의 상부 모서리에 지지되며, 하부측 주름은 두개의 인접한 각 두개의 지지 플레이트(1) 사이에 배열되는 중간 플레이트(2) 상측에 자유롭게 걸려져 있다. 지지 플레이트(1)와 중간 플레이트(2)는 탄성적으로 설치된 풀 바(5)에 의하여 상호 고정된다. 바람직하게는 소자 또는 소자들은 주로 몰리브덴 디실리사이드로 형성된다.

Description

수평식 소자 배열 장치 {Horizontal Element Arrangement Means}

본 발명은 높은 작동 온도를 가지는 전기저항 소자(electrical resistance element) 설치에 관한 장치로서, 보다 구체적으로는 세라믹 물질로 형성되는 소자에 관한 장치이다. 이러한 종류의 소자 및 장치는 주로 산업 용광로(industrial furnace)에 사용된다.

세라믹 물질로 형성되는 저항 소자는 일반적으로 두 개의 연결부(또는 전극부)와, 두 전극부 사이에 배치되는 중간부로 이루어진다. 두 개의 전극부를 통하여 저항 소자에 전력이 공급되면 중간부는 매우 높은 작동 온도, 일반적으로 1200 내지 1900℃까지 가열될 수 있으며, 이러한 온도에서 중간부는 빛을 발하게 된다. 그리하여 저항 소자의 중간부는 글로우 존(glow zone)이라도 불린다. 이러한 작동 조건은 종종 단속적인 작동으로서, 소자에 대해 가열과 냉각이 반복처리되는 것을 의미한다. 이러한 온도에서 물질의 특성이 영향을 받아서 더 소프트(soft)하면서 가소성(plastic)으로 된다. 이러한 특성 변화는 소자의 모양을 변화시켜서 기능을 저하시킬 수 있기 때문에, 설치시에 유의하여야 한다. 또한, 어느 종류의 소자에서는, 소자 재질 몸체의 성질과 다른 성질을 가지는 표면층이 형성될 수 있다. 예를 들어 공기와 같은 산화 대기에서, 몰리브덴 이산화물로 형성된 소자에 실리콘 산화물인 표면 층이 형성된다.

상기와 같은 조건에서의 부적절한 효과를 감소시키기 위하여, 이러한 종류의 소자들은 종종 특별한 방법으로 설치된다. 예를 들어, 알루미늄 산화물로 형성되는 지지 플레이트에 걸거나 놓여진다(hanging or lying). 이들 수단은 지지 수단에 부착되어 있기 때문에, 소자가 냉각될 때 소자들이 크랙되거나 깨질 수 있는 단점이 있다. 지지 플레이트가 인접 플레이트와의 사이에 공간을 두고 배열되는 경우에, 플레이트 사이의 소자가 축 쳐질 위험이 있으며, 또한 소자가 깨어질 위험이 증대한다. 또한, 소자의 길이가 온도의 변화에 따라 변화될 때, 소자가 자유롭게 이동되도록 샌드 비드(a bead of sand)에 소자의 글로우 존(glow zone)을 위치시키는 것이 알려져 있으며, 이는 소자들을 모래로 덮는 것을 의미한다. 이러한 종류의 설치에서 최대 소자 온도는 약 1600℃이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 수단의 단점을 감소시키거나 제거한, 높은 온도 소자의 설치 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 주어진 설치 표면에서 능동 소자 표면을 증가시켜서 출력 밀도(power density)를 증가시키는 것이다.

본 발명은 이하에서 첨부된 도면을 참고로 하여 하나의 예로서 자세하게 설명할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 사시도,

도 2는 상기 도 1에 도시된 장치의 측면도이다.

저항 소자는 일반적으로 두 개의 연결부(11)와 글로우 존(3; glow zone)으로 이루어지며, 저항 소자의 글로우 존(3)을 지지하기 위한 본 실시예의 장치는, 지지 플레이트(1)와 중간 플레이트(intermediate distance plate : 2)를 포함한다. 인접하는 지지 플레이트(1)의 사이에 중간 플레이트(2)가 일렬로 배열된다. 도면에 도시된 실시예에서는, 12개의 지지 플레이트와 12개의 중간 플레이트가 있다. 이러한 배열의 외측 일단에는 디스턴스 플레이트(distance plate : 4)가 위치되며, 디스턴스 플레이트(4)의 상측에는 소자의 연결부(11)를 수용하는 홀 또는 홈을 가지는 수용 플레이트(9)가 위치된다. 이러한 지지 배열은 튜브 또는 매시브 로드(massive rod)로 형성되는 풀 바(pull bar : 5)에 의하여 상호 고정된다. 이러한 풀 바는 바람직하게 실리콘 카바이드(silicon carbide)로 형성되며, 상기의 배열을 관통하여 디스턴스 플레이트(4)의 외측으로 연장된다. 배열의 내부 일단에서 튜브는 록킹 핀(locking pin : 7)에 의하여 최종 고정 플레이트(8)에 고정된다. 이러한 록킹 핀은, 고정 플레이트(8) 및 튜브(5)에 형성되는 홀을 관통하여 연장된다. 배열의 외측 일단에서 디스턴스 플레이트(4)의 외부에 록킹 수단(6)이 있으며, 이러한 록킹 수단(6)은 튜브(5)를 탄성적으로 클램핑하여서 모든 지지 배열을 상호 고정시킨다.

소자의 글로우 존(3)은 그 길이방향으로 골이져 있으며(corrugate) 'U'자 모양을 가진다. 그 직선 파트는 지지 플레이트(1)의 수진 면을 따라 간다. 골의 상측 폴드(fold)는 수직 지지 플레이트(1)의 상측 일단에 의하여 지지되며, 골의 하부 폴드는 중간 플레이트(2)의 상측에 자유롭게 달려있다. 이러한 중간 플레이트(2)는 두개의 인접한 지지 플레이트(1) 사이에 배열된다. 지지 플레이트(1)와 중간 플레이트(2)는 바람직하게 알루미늄 산화 세라믹으로 형성된다. 소자가 예리한 모서리 상에서 파손되는 것을 방지하기 위하여, 소자의 외부 표면에 대응하는 홈 또는 컷아웃(cutout)이 지지 플레이트의 상부 표면 또는 모서리에 형성된다. 종래와 비교하여, 알려진 방법으로 지지되는 'U'자 모양의 소자에서, 그 소자의 온도는 1700℃ 까지 될 수 있으며, 소자의 작동 표면은 150% 까지 상승될 수 있다. 이로써, 설치 효과를 현저하게 증가시킬 수 있다. 소자가 설치되는 지지 장치는, 예를 들어 용광로의 바닥면에 밀어질 수 있는 유닛을 형성한다. 이러한 목적으로 유닛은 적합한 홈 또는 디치(ditch)를 가진다. 이러한 장점은 세라믹 몰리브덴 디실리사이드(ceramic molybdenum disilicide) 소자의 사용 영역을 증가시킨다.

본 발명의 범주 내에서 장치의 실시예는 여러 방법으로 다양화 될 수 있다. 도면 및 상세한 설명에서의 바람직한 실시예에서, 중간 플레이트(2) 상측으로의 지지 플레이트(1)의 높이는 대략 중간 플레이트의 두배, 즉 2:1의 관계에 있다. 이러한 관계는 변경될 수 있으나, 바람직하게는 1,5 : 2,5 범위내에서 원하는 작동 조건 및 출력밀도를 얻을 수 있게 된다. 또한, 장치는 단순한 두개의 섕크 U 모양과는 다른 종류 예를 들면 네개의 섕크 W 모양을 적용할 수 있다. 텔루루 몰리브덴 디실리사이드(te molybdenum disilicide) 형태의 세라믹 소자에 대해 장치가 개선되고 이들을 장치에 적용시키는 것이 바람직하지만, 특정 어플리케이션에 다른 종류의 소자를 사용하는 것도 가능하다.

Claims

글로우 존(glow zone : 3)을 가지는 적어도 하나의 소자, 상기 글로우 존을 지지하는 지지 플레이트(1) 및 중간 플레이트(2)를 포함하며,

상기 소자는 그 길이 방향으로 주름지며, 상기 상부측 주름은 수직 지지 플레이트의 상부 모서리에 지지되며, 상기 하부측 주름은 두개의 인접한 상기 지지 플레이트(1) 사이에 배열되는 상기 중간 플레이트(2) 상측에 자유롭게 걸려져 있는 것을 특징으로 하는 전기저항 소자를 수평으로 설치하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 지지 플레이트(1)와 상기 중간 플레이트(2)는, 탄성적으로 장착된 풀 바(pull bar : 5)에 의하여 상호 고정되는 것을 특징으로 하는 전기저항 소자를 수평으로 설치하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소자는,

몰리브덴 디실리사이드(molybdenum disilicide)로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기저항 소자를 수평으로 설치하는 장치.