KR101049641B1 - 암수 전극 결합부 - Google Patents

Abstract

흑연 전극 결합부(10)가 개시되며, 여기서 수 탱(20)은 적어도 약 0.60인, 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율로서 정의되는 탱 인자를 갖는다.

Description

암수 전극 결합부{MALE-FEMALE ELECTRODE JOINT}

본 발명은 흑연 전극들을 결합시키는데 사용되는 수 탱(male tang)에 관한 것으로서, 특히 흑연 전극들을 위한 암수 결합부(male-female joint)에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 암수 전극 결합을 위한 고유한 설계 및 결합이 형성되는 전극들에 관한 것이다.

흑연 전극들은 열전 퍼니스(electrothermal furnace)들에서 강철을 형성하는데 사용되는 금속들 및 다른 성분들을 용융시키는 강철 산업에 사용된다. 금속들을 용융시키는데 필요한 열은 하나 또는 다수의 전극들, 일반적으로 3개의 전극들에 전류를 통과시키고 전극들과 금속 사이에 아크를 형성함으로써 생성된다. 100,000 암페어를 초과하는 전류가 종종 사용된다. 그 결과 고온이 금속들 및 다른 성분들을 용융시킨다. 일반적으로, 강철 퍼니스들에 사용되는 전극들은 각각 전극 칼럼들, 즉 단일 칼럼을 형성하도록 결합된 일련의 개별적인 전극들로 이루어진다. 이러한 방식으로, 전극들이 열적 프로세스 동안 고갈됨에 따라, 퍼니스로 연장되는 칼럼의 길이를 유지하기 위해 대체 전극들이 칼럼에 결합될 수 있다.

종래에는, 전극들은 인접한 전극들의 단부들을 결합시키도록 기능하는 핀(종종 니플(nipple)로 지칭됨)을 통해 칼럼들에 결합된다. 통상적으로, 핀은 핀의 수 나선형부(male threaded section)와 결합할 수 있는 암 나선형부를 포함하는 전극들의 적어도 하나의 단부를 갖는 대향하는 수 나선형부들 또는 탱(tang)들의 형태를 갖는다. 따라서, 핀의 대향하는 수 나선형부들이 각각 2개의 전극들의 단부들에서 암 나선형부들에 나선 결합될 때, 이러한 전극들은 전극 칼럼에 결합된다. 통상, 인접 전극들의 결합 단부들, 및 이들 사이의 핀은 종래기술에서 결합부(joint)로 지칭된다.

선택적으로, 과거에는 전극들이 하나의 단부에 기계가공된 수 나선 돌출부 또는 탱, 및 다른 단부에 기계가공된 암 나선형 소켓으로 형성되도록 제안됨으로써, 전극들은 하나의 전극의 수 탱을 제 2 전극의 암 소켓에 나선 결합시킴으로써 결합되므로 전극 칼럼을 형성할 수 있다. 이러한 실시예에서 2개의 인접 전극들의 결합된 단부들은 종래기술에서 암수 결합부로서 지칭된다.

전극 및 결합부(전체적으로 전극 칼럼)가 최대의 열적 응력을 받으면, 세기, 열 팽창 및 크랙 저항과 같은 기계적/열적 인자들은 전극 칼럼 또는 개별 전극들의 손상 또는 파괴를 방지하기 위해 신중히 조정되어야 한다. 예를 들어, 전극들의 종방향 열 팽창, 특히 핀과 상이한 비율의 종방향 열 팽창은 결합부가 떨어지게 가압될 수 있어서, 전류를 전도시킴에 있어서 전극 칼럼의 효율성을 감소시킨다. 전극의 횡방향 열 팽창을 초과하는 핀의 특정한 양의 횡방향(즉, 전극/전극 칼럼의 직경을 가로질러) 열 팽창은 핀과 전극 사이의 견고한 접속을 형성하는데 바람직할 수 있다. 그러나, 핀의 횡방향 열 팽창이 전극의 횡방향 열 팽창을 크게 초과할 경우, 전극에 대한 손상 또는 결합부의 분리가 초래될 수 있다. 다시, 이것은 전극 칼럼의 감소된 효율성 또는 전극 칼럼이 결합부에서 끊어질 정도로 손상이 심할 경우 칼럼의 파괴를 초래할 수 있다. 따라서, 종방향 및 횡방향에서 전극의 열 팽창의 제어는 매우 중요하다.

결과적으로, 핀이 전극/전극 칼럼 시스템에서 제거될 수 있다면, 상이한 시스템 컴포넌트들(즉, 핀과 전극)의 열 팽창을 조정할 필요성이 감소된다. 핀을 제거하려는 종래의 시도들이 있었고, 여기서 나선형 전극 단부 또는 다른 전극 결합 수단이 사용되었다. 그러나, 결합부의 세기가 핀 없이 전극 칼럼의 무결성을 유지하기에 충분하지 않은 것으로 여겨지기 때문에, 산업적인 수용은 지체되었다.

따라서, 전극 성능의 현저한 감소 없이, 핀의 제거를 허용하기에 충분한 세기와 무결성을 갖는 암수 전극 결합부가 요구된다. 또한, 많은 양들의 값비싼 물질들을 이용함이 없이 이러한 특성 장점들을 달성하는 것이 매우 바람직하다.

본 발명의 실시예는 흑연 전극들을 위한 암수 결합부를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예는 종래의 암수 흑연 전극 결합부들과 비교하여, 사용되는 전극 칼럼상에서 열적 및 기계적 응력을 양호하게 견디도록 설계되는 흑연 전극들을 위한 암수 결합부를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 개선된 세기와 안정성을 가진 전극 칼럼 결합부들을 형성하는 흑연 전극들을 위한 암수 결합부를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 핀들을 사용하는 종래기술의 흑연 전극 결합부들과 비교하여, 아크 팁(arc tip)에 가장 근접한 결합부를 포함하고 아크 팁에 놓이는 전극 칼럼 부분의 손실로 규정되는, 스터브 손실(stub loss)에 대한 개선된 저항을 갖는 흑연 전극 결합부이다.

이하의 상세한 설명을 검토할 때 당업자에게 명백해지는 상기한 특징들 및 다른 특징들은 암수 전극 결합부에 사용하기 위한 흑연 전극을 제공함으로써 달성될 수 있고, 상기 전극은 수 탱(male tang) 길이 대 전극 직경의 비율이 적어도 약 0.60인 수 탱을 구비한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 수 탱의 직경 대 수 탱의 길이의 비율은 수 탱의 길이 대 전극 직경의 비율이 약 0.60일 때 수 탱의 길이 대 전극 직경의 비율의 약 2.5배 이상이 되어야 한다. 사실상, 그 기저부(base)에서의 수 탱의 직경 대 수 탱 길이의 비율은 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 의하여 가변됨으로써, 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율이 0.60 보다 0.01 더 높을 때마다, 그 기저부에서의 수 탱의 직경 대 수 탱 길이의 비율은 약 0.016 더 낮아야 한다.

또한, 본 발명의 흑연 전극은 0.85 이하의 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율을 가질 때, 각도(degree)들로 표현되는, 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 대한 수 탱의 테이퍼 비율은 적어도 약 15인 것이 바람직하다. 더욱이, 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 대한 수 탱의 테이퍼 비율은 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 의하여 가변됨으로써, 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율 0.85 보다 0.01 더 낮고, 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 대한 수 탱의 테이퍼 비율은 약 1.25 더 높아야 한다.

본 발명은 또한 본 발명의 흑연 전극 및 암 나선형 소켓을 갖는 제 2 흑연 전극으로부터 형성되는 전극 결합부를 포함하고, 수 나선형 탱은 결합부를 형성하도록 암 나선형 소켓과 결합된다.

본 발명의 흑연 전극을 마련하기 위한 프로세스는, 원료 혼합물(stock blend)을 형성하도록 코크스(coke) 및 피치 결합제(pitch binder)를 혼합하는 단계; 그린 원료를 형성하도록 상기 원료 혼합물을 압출성형(extrude)하는 단계; 흑연화된 원료를 형성하기 위해 상기 그린 원료를 가열하는 단계; 흑연화된 원료를 형성하기 위해 적어도 약 2500℃의 온도에서 탄화 원료를 유지함으로써 탄화 원료를 흑연화시키는 단계; 및 적어도 약 0.60의 흑연화된 원료의 직경에 대한 수 탱 길이의 비율을 갖는 수 탱을 형성하기 위해 상기 흑연화된 원료를 기계가공하는 단계를 포함한다.

전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 본 발명의 실시예들을 제공하고 청구되는 바와 같이 본 발명의 특성 및 특징에 대한 이해의 개요 또는 프레임워크를 제공하기 위한 것임을 이해해야 한다. 첨부된 도면들은 본 발명의 추가적인 이해를 제공하도록 포함되고 명세서의 일부를 구성하는 것으로서 포함된다. 도면들은 설명과 함께 본 발명의 다양한 실시예들을 도시하고 본 발명의 원리들과 작용들을 기술하도록 돕는다.

도 1은 본 발명에 따른 암수 흑연 전극 결합부의 부분적인 측단면도이다.

도 2는 도 1의 암수 흑연 전극 결합부를 위한 수 탱을 갖는 흑연 전극의 부분적인 측단면도이다.

도 3은 도 1의 암수 흑연 전극 결합부를 위한 암 소켓의 부분적인 측단면도이다.

흑연 전극들은 하소된(calcined) 코크스, 피치 및 선택적으로 준결정상 (mesophase) 피치 또는 PAN-기질의 탄소 섬유들을 포함하는 입자 분획물(particulate fraction)을 원료 혼합물에 먼저 결합시킴으로써 제조될 수 있다. 보다 구체적으로는, 분쇄된 크기의 밀링 하소된 원유 코크스가 콜타르(coal-tar) 피치 결합제와 혼합되어 상기 혼합물을 형성한다. 하소된 코크스의 입자 크기는 물품의 최종 사용에 따라 선택되고 종래기술의 당업자 범주내에 있다. 일반적으로, 평균 직경에서 약 25mm까지의 입자들이 상기 혼합물에 사용된다. 상기 입자 분획물은 코크스 분말을 포함하는 미립자 크기 충진제를 포함하는 것이 바람직하다. 미립자 크기 충진제로 포함될 수 있는 다른 첨가물들은 퍼핑(puffing)(코크스 입자들 내부의 탄소를 가진 그 결합부로부터 황의 방출에 의해 야기됨)을 억제하기 위한 철 산화물들, 혼합물의 압출을 용이하게 하기 위한 코크스 분말 및 오일들 또는 다른 윤활제들을 포함한다.

가장 바람직하게는, 탄소 섬유들(사용시)은 하소된 코크스의 중량 100 비율(parts) 당 탄소 섬유들의 중량 약 0.5 내지 약 6 비율의 레벨에서 존재하거나, 총 혼합 성분들(결합제를 제외함)의 약 0.4 중량% 내지 약 5.5 중량%에서 존재하는 것이 바람직하다. 바람직한 섬유들은 약 6 내지 약 15 마이크론의 평균 직경을 갖고, 바람직하게는 약 4mm 내지 약 25mm의 길이, 가장 바람직하게는 약 32mm 미만의 길이를 갖는다. 본 발명의 프로세스에 사용되는 탄소 섬유들은 적어도 약 150,000 psi의 장력 세기를 갖는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는, 탄소 섬유들은 다발들(bundles)로서 원료 혼합물에 부가되고, 각각의 다발은 약 2000 내지 약 20,000 섬유들을 포함한다.

바람직하게는, 섬유들은 입자 분획물 및 피치의 혼합이 이미 시작된 이후 부가된다. 사실상, 보다 바람직한 실시예에서, 섬유들은 혼합 사이클의 적어도 약 절반이 완료된 이후 부가되고, 가장 바람직하게는 혼합 사이클의 적어도 약 3/4이 완료된 이후 부가된다. 예를 들어, 입자 분획물과 피치의 혼합에 2시간이 걸리면(즉, 혼합 사이클이 2시간이면), 섬유들은 혼합의 1시간 또는 90분 이후에 부가되어야 한다. 혼합이 시작된 이후 섬유들을 부가하면 섬유 길이를 보존하는데 도움이 되고(혼합 프로세스 동안 감소될 수 있음), 이에 따라 섬유 길이에 직접 관련되는 것으로 판단되는 섬유들의 함유물의 바람직한 효과들에 도움이 될 것이다.

상술한 것처럼, 입자 분획물은 미립자 크기 충진제를 포함할 수 있다(본 발명에서 미립자는 하소된 코크스의 입자 크기와 대비하여 사용되고, 일반적으로 그 주요 분획물이 종래에 사용된 충진제들과 비교하여 0.25mm 메시(mesh) 스크린이 아닌 25mm 메시 스크린을 통과하도록 하는 직경을 가짐). 보다 구체적으로는, 미립자 크기 충진제는 적어도 약 75% 코크스 분말을 포함하고, 이는 적어도 약 70% 및 보다 바람직하게는 약 90%까지 74 마이크론과 동일한 200 Tyler 메쉬 스크린을 통과하도록 하는 직경을 갖는 코크스를 의미한다.

미립자 크기 충진제는 철 산화물과 같은 퍼핑 억제제처럼 적어도 약 0.5% 및 내지 약 25%까지의 다른 첨가물들을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 첨가물은 종래에 사용되는 것보다 더 작은 입자 크기에서 사용되어야 한다. 예를 들어, 철 산화물이 포함될 때, 철 산화물 입자들의 평균 직경은 약 10 마이크론 보다 더 작도록 되어야 한다. 사용될 수 있는 다른 부가적인 첨가물은 약 10 마이크론 보다 더 작 도록 평균 직경을 갖는 원유 코크스 분말이고, 물품의 공극을 충진시키도록 부가되어 사용되는 피치 결합제의 양의 양호한 제어를 가능하게 한다. 작은 입자 크기 충진제는 적어도 약 30%, 많게는 약 50% 또는 65%의 입자 분획물을 포함해야 한다.

입자 분획물의 혼합 이후, 피치 결합제 등이 마련되고, 그린 원료로서 지칭되는 것을 형성하기 위해 종래의 형성 성형기들에서 주조 또는 성형을 통한 압출에 의해 몸체(body)가 형성(또는 형상화)된다. 압출 또는 성형을 통한 형성은 일반적으로 약 100℃ 또는 그 이상과 같이 피치의 연화점에 근접한 온도에서 수행된다. 주조 또는 성형은 최종 제품의 기계가공이 적어도 나선들과 같은 구조를 제공하기 위해 필요함에도 불구하고, 실질적으로 최종 형태 및 크기의 물품을 형성할 수 있다. 그린 원료의 크기는 가변될 수 있고; 전극들에 대해 직경은 약 220mm 내지 700mm로 가변될 수 있다.

압출 이후, 그린 원료는 약 700℃ 내지 약 1100℃, 보다 바람직하게는 약 800℃ 내지 약 1000℃의 온도에서 가열시킴으로써 열 처리되어 피치 결합제를 고체 피치 코크스로 탄화시키고, 물품 형태의 영구성, 높은 기계적 세기, 양호한 열 전도율, 및 비교적 낮은 전기 저항을 제공하며, 이에 따라 탄화 원료를 형성한다. 그린 원료는 산화를 방지하기 위해 공기의 상대적 부재에서 가열(baking)된다. 가열은 최종 온도에 대해 시간 당 약 1℃ 내지 약 5℃ 상승되는 비율에서 수행되어야 한다. 가열 이후, 탄화 원료는 원료의 임의의 개방 구멍들에 부가적인 코크스를 증착시키기 위해, 콜타르 또는 원료 피치, 또는 산업상 공지된 다른 형태의 피치들 또는 수지들로 한번 더 주입될 수 있다. 그 다음, 각각의 주입 이후 부가적인 가 열 단계가 후속된다.

가열 이후, 탄화 원료가 흑연화된다. 흑연화는 코크스 및 피치 코크스 결합제의 탄소 원자들을 나쁘게 배열된 상태에서 흑연의 결정 구조로 변환시키도록 하기에 충분한 시간 동안 약 2500℃ 내지 약 3400℃의 최종 온도에서 열 처리에 의해 이루어진다. 바람직하게는, 흑연화는 적어도 약 2700℃의 온도에서, 보다 바람직하게는 약 2700℃ 내지 약 3200℃의 온도에서 탄화 원료를 유지시킴으로써 수행된다. 이러한 고온들에서, 탄소 이외의 성분들은 휘발되고 증기들로서 빠져나간다. 본 발명의 프로세스를 이용하여 흑연화 온도에서 유지를 위해 요구되는 시간은 단지 약 18 시간이고, 실제로 단지 약 12시간이다. 바람직하게는, 흑연화는 약 1.5 내지 약 8 시간 동안 이루어진다. 흑연화가 완료되면, 최종 제품은 크기로 절단된 다음, 기계가공되거나 최종 구성물로 형성될 수 있다.

퍼니스에서 개선된 안정성을 갖는 암수 전극 결합부를 제공하기 위해, 수 탱(및 연장에 의해, 암 소켓)은 사용시 요구되는 세기를 제공하도록 치수화되어야 한다. 이를 위해, 밸런싱이 수행되어야 한다. 특히, 수 탱의 길이 대 전극 직경의 비율(본 발명에서 탱 인자(tang factor)로 지칭됨)은 암수 전극 결합부의 성능을 최적화함에 있어 중요하다는 것이 발견되었다. 보다 구체적으로는, 적어도 약 0.60의 탱 인자는 개선된 안정성과 상업적으로 허용가능한 성능을 갖는 암수 전극 결합부를 형성함에 있어서 중요한 것으로 판단된다.

또한, 다른 결합 특성들의 상호작용은 전극 결합부를 최적화하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 그 기저부에서의 수 탱의 직경 대 수 탱 길이의 비율로 정의되는 인자의 비율(본 발명에서 탱 직경 인자로 지칭됨)은 추가적인 개선점들을 결합부에 제공하는데 사용될 수 있다. 탱 직경 인자는 약 0.60의 탱 인자를 갖는 특히 유효한 결합부에 대한 탱 인자의 2.5배 이하이어야 한다. 실제로, 탱 직경 인자는 0.60 보다 더 높은 탱 인자를 갖는 결합부가 형성될 때, 결합부의 탱 직경 인자가 스터브 인자의 2.5배 이하가 되도록, 탱 인자에 의하여 가변되는 것이 가장 바람직하다. 보다 구체적으로는, 결합부의 탱 인자가 0.60보다 0.01 더 높아질 때마다, 최대 탱 직경 인자는 약 0.016 더 낮아야 한다. 일 예로서, 0.85의 탱 인자를 갖는 결합주가 형성될 때, 결합부의 수 탱의 탱 직경 인자는 결합부의 탱 인자의 약 1.28배 보다 더 낮아야 한다.

효과적인 암수 결합부를 설계하는데 역할을 할 수 있는 다른 결합부 특징은 탱 인자에 대한 수 탱의 테이퍼 비율(각도들로 표현되고 도 2에서 지정된 각도 α로서 도시됨)로서 정의되는 테이퍼 인자로서 본 발명에서 지칭된다. 효과적인 암수 결합부를 위한 테이퍼 인자는 적어도 약 15이어야 하고, 여기서 탱 인자는 0.85이며 상이한 탱 인자들을 갖는 결합부들이 형성되기 때문에 가변되어야 한다. 예를 들어, 결합부의 탱 인자의 0.85보다 0.01 더 낮을 때마다, 최소 테이퍼 인자는 약 1.25 더 높아야 한다. 일 예로서, 0.60의 탱 인자를 갖는 결합부가 형성될 때, 결합부의 수 탱의 테이퍼 인자는 적어도 약 45이어야 한다.

적어도 약 0.60의 탱 인자, 및/또는 상술한 바와 같은 결합부의 탱 직경 인자 또는 결합부의 테이퍼 인자를 사용하면, 적어도 결합 세기 및 안정성 면에서 상업적인 허용성을 달성할 수 있는 암수 결합부가 형성된다. 본 발명에 따라 형성되는 전형적인 흑연 전극은 도 1 내지 도 3에 도시되고 참조번호 10으로 지정된다. 결합부(10)는 제 1 전극(100) 및 제 2 전극(110)을 포함하고, 제 1 전극(100)은 수 탱(20)을 가지며, 제 2 전극(110)은 암 소켓(30)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 수 탱(20)과 암 소켓(30)은 결합부(10)를 형성하도록 상호작용함으로써, 제 1 전극(100) 및 제 2 전극(110)을 칼럼에 접속시킨다. 수 탱(20)(및 대응되는 암 소켓(30)의 치수화)의 적절한 치수화를 통해, 개선된 결합부(10)가 제공된다.

상술한 최적화된 수 탱은 핀-결합된 흑연 전극들에도 적용될 수 있다는 것은 통상의 당업자에게 인식될 것이다. 즉, 암수 결합부와 상반되는 핀-결합되는 흑연 전극 결합부에서, 핀은 효과적으로 핀의 2개의 수 섹션들의 형태인 2개의 수 탱들을 구비한다. 이러한 수 탱들은 또한 암수 결합부의 성능이 최적화되는 것과 유사한 방식으로, 핀-결합된 결합부의 기능을 최적화하기 위해 상술한 방식으로 균형 잡힐 수 있다(proportioned).

본 명세서에서 지칭되는 모든 인용 특허들과 공개문헌들의 개시물들은 참조로 본 발명에 포함된다.

상기 상세한 설명은 통상의 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 하기 위한 것이다. 상세한 설명을 읽는 당업자에게 명백해지는 모든 가능한 변화들과 변형들을 상세하기 설명하지 않는다. 그러나, 이러한 모든 변화들과 변형들은 이하의 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범주내에 포함되어야 한다. 청구범위는 그 문맥이 구체적으로 상반되는 것으로 나타내지 않는다면, 본 발명에 의도된 목적들을 효과적으로 충족시키는 임의의 배치 또는 시퀀스의 단계들과 지정된 엘리먼트들을 커버하는 것이다.

Claims (15)

1. 암수(male-female) 전극 결합부(joint)에 사용하기 위한 흑연 전극으로서,

   수 탱(male tang) 길이 대 전극 직경의 비율이 0.60 이상인 수 탱

   을 포함하고, 상기 전극은 220 mm 내지 700 mm의 직경을 가지며, 상기 수 탱은 테이퍼(taper)되고, 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율이 0.85 이하인 전극에 대해, 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 대한 상기 수 탱의 테이퍼 비율은 적어도 15인,

   흑연 전극.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수 탱의 기저부(base)에서의 상기 수 탱의 직경 대 수 탱 길이의 비율은 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율의 2.5배 이하인, 흑연 전극.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율이 0.60 보다 0.01 단위 만큼 더 높을 때마다, 상기 수 탱의 기저부에서의 상기 수 탱의 직경 대 상기 수 탱 길이의 비율은 1.5보다 0.016 단위들 만큼 더 낮아야 하는, 흑연 전극.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 대한 상기 수 탱의 테이퍼 비율은 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 의하여 가변되어, 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율이 0.85 보다 0.01 만큼 더 낮을 때마다, 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 대한 상기 수 탱의 테이퍼 비율은 15보다 1.25 더 높아야 하는, 흑연 전극.
6. 전극 결합부로서,

   수 탱 길이 대 전극 직경의 비율이 0.60 이상인 수 탱(male tang); 및

   암 나선형(female threaded) 소켓을 포함하는 적어도 하나의 흑연 전극

   을 포함하고, 상기 전극 결합부를 형성하기 위해 수 나선형 탱이 상기 암 나선형 소켓과 결합하며, 상기 수 탱은 테이퍼되고, 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율이 0.85 이하인 제 1 전극에 대해, 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 대한 상기 수 탱의 테이퍼 비율은 적어도 15인,

   전극 결합부.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 수 탱의 기저부에서의 상기 수 탱의 직경 대 수 탱 길이의 비율은 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율의 2.5배 이하인, 전극 결합부.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율이 0.60 보다 0.01 단위 만큼 더 높을 때마다, 상기 수 탱의 기저부에서의 상기 수 탱의 직경 대 상기 수 탱 길이의 비율은 1.5보다 0.016 단위들 만큼 더 낮아야 하는, 전극 결합부.
9. 삭제
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 대한 상기 수 탱의 테이퍼 비율은 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 의하여 가변되어, 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율이 0.85 보다 0.01 더 낮을 때마다, 상기 수 탱 길이 대 전극 직경의 비율에 대한 상기 수 탱의 테이퍼 비율은 15보다 1.25 더 높아야 하는, 전극 결합부.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제

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