KR20160078362A - 가열 장치 및 가열로 - Google Patents

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히로유키 오카모토
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샌드빅 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 히터를 안정적으로 고정할 수 있고 쉽게 제조될 수 있는 가열 장치를 제공한다. 본 발명의 가열 장치 (20) 는 단열재 (21), 상기 단열재 (21) 의 표면에 또는 그 표면 부근에 매설된 전기 히터 (22), 및 상기 전기 히터 (22) 로부터 상기 단열재 (21) 로 연장하는 훅 (23a 및 23b) 을 포함하고, 또한 단열재 (21) 는 세라믹 섬유들 및 상기 세라믹 섬유들을 바인딩하는 바인더로 이루어지고 또한 훅 (23a 및 23b) 을 갖는 전기 히터 (22) 와 일체로 성형된다.

Description

가열 장치 및 가열로{HEATING APPARATUS AND HEATING FURNACE}
본 발명은, 가열로를 가열하기 위한 가열 장치와, 상기 가열 장치를 이용하는 가열로에 관한 것이다.
종래에는, 700℃ 이상, 특히 1,000 ℃ 이상의 고온 가열로에서 사용되는 전기 히터가 노의 내부에 직접 가열할 수 있도록 스테이플 또는 잠금 핀에 의해 단열재의 표면에 고정된다.
더 구체적으로, 도 9 에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 가열 장치 (90) 에서, 단열재의 표면에 전기 히터 (2) 를 고정하기 위하여, 선형 히터 (2) 가 단열재 (1) 의 표면에 구불구불한 구성으로 배치된 후, 세라믹제 핀들 (3) 이 만곡된 부분들에서 단열재 (1) 내로 삽입되거나, 금속제 스테이플들 (5) 이 선형 히터 (2) 를 클립 고정하기 위하여 단열재 (1) 내로 삽입된다. 도 9 의 실시형태에서, 선형 히터 (2) 의 단부 부분들은 전극 단자들 (4) 에 연결되고, 전극 단자들 (4) 은 배면과 연통하기 위하여 단열재 (1) 내에 제공된 관통 구멍을 관통한다.
이러한 전기 히터는, 변형 또는 새깅 (sagging) 이 고온에서 고정된 지점들에서가 아닌 곳에서 쉽게 발생하거나, 가열/냉각의 반복이 드롭-오프 (drop-off) 를 야기하기 쉽다는 문제를 가진다. 또, 이러한 전기 히터는 수명이 짧다는 문제를 가질 뿐만 아니라, 핀 구동 또는 스테이플 구동이 제조 프로세스에 큰 로드 (load) 를 가한다는 문제도 가진다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 전기 히터의 일부를 펠트형 섬유의 단열재 내에 매립하거나 삽입함으로써 전기 히터를 고정하는 방법이 제안되었다 (특허 문헌 1 및 특허 문헌 2).
하지만, 이러한 방법에서, 전기 히터의 안정성이 여전히 불충분하거나, 그의 제조에 대한 로드의 관점에서 개선의 여지가 있다.
JP 2002－372381 A JP 2005－129273 A
이러한 환경들 하에서, 본 발명의 목적은 종래 기술들의 문제들을 해결하는 가열 장치와, 상기 가열 장치가 제공된 가열로를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음을 제공한다.
<1> 가열 장치로서,
상기 가열 장치는 단열재, 상기 단열재의 표면에 또는 그 표면 부근에 매설되는 전기 히터, 및 상기 전기 히터로부터 상기 단열재 내로 연장하는 훅을 포함하고,
상기 단열재는 세라믹 섬유들 및 상기 세라믹 섬유들을 바인딩하는 바인더로 구성되고, 또한 상기 훅을 갖는 상기 전기 히터와 일체로 성형되는, 가열 장치.
<2> 전술한 양태 <1> 에 있어서,
상기 가열 장치는 상기 단열재 내에 매설된 전기 절연 지지 부재를 추가로 포함하고, 상기 전기 절연 지지 부재는 상기 단열재에서 상기 훅을 지지하는, 가열 장치.
<3> 전술한 양태 <1> 또는 <2> 에 있어서,
상기 전기 히터는 상기 전기 히터의 양측 엣지들로부터 금속 플레이트 내에 교호의 슬릿들을 제공함으로써 구불구불한 구성으로 형성되고, 상기 금속 플레이트의 상기 슬릿을 형성하는 부분은 복수의 교대로 대향하는 훅들을 형성하기 위하여 상기 금속 플레이트로부터 구부러지는, 가열 장치.
<4> 전술한 양태 <3> 에 있어서,
양측에 있는 열들에서 상기 교대로 대향하는 훅들은 하나의 전기 절연 지지 부재에 의해 지지되는, 가열 부재.
<5> 전술한 양태 <3> 에 있어서,
각 열에서 상기 교대로 대향하는 훅들은 별개의 전기 절연 지지 부재들의 각각에 의해 지지되는, 가열 부재.
<6> 전술한 양태들 <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 있어서,
상기 전기 히터는 구불구불한 구성으로 형성된 복수의 금속 플레이트들을 포함하고, 구불구불한 구성의 상기 복수의 금속 플레이트들은 용접에 의해 서로 연결되는, 가열 장치.
<7> 전술한 양태들 <1> 내지 <6> 중 어느 하나에 있어서,
상기 전기 히터의 표면은 상기 단열재의 표면과 동일 평면상에 있는, 가열 장치.
<8> 전술한 양태들 <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 있어서,
상기 전기 절연 지지 부재는 중공의 보디이고, 상기 가열 장치는 상기 전기 절연 지지 부재의 중공 부분을 관통하는 내열성 부재를 추가로 포함하고, 상기 내열성 부재는 상기 단열재의 외측으로 연장하는, 가열 장치.
<9> 전술한 양태 <8> 에 있어서,
상기 내열성 부재는 세라믹 또는 금속으로 제조되는, 가열 장치.
<10> 전술한 양태 <1> 내지 <9> 중 어느 한 하나에 따른 가열 장치를 갖는 가열로.
도 1 은 히터의 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 1 실시형태의 사시도이다.
도 2 는 히터의 배면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 1 실시형태에서 사용되는 히터의 사시도이다.
도 3 은 히터로부터 대향 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 2 실시형태의 투명 사시도이다.
도 4 는 히터의 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 2 실시형태의 (a) 투명 사시도 및 (b) 사시도이다.
도 5 는 (a) 히터의 측면 및 (b) 히터의 배면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 2 실시형태에서 사용되는 히터의 사시도이다.
도 6 은 히터로부터 대향 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 3 실시형태의 투명 사시도이다.
도 7 은 원통형 머플로에 사용되고 또한 히터로부터 볼 수 있는 본 발명의 가열 장치의 제 4 실시형태의 투명 사시도이다.
도 8 은 원통형 머플로에 사용되고 또한 히터의 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 5 실시형태의 투명 사시도이다.
도 9 는 히터의 측면에서 관찰되는 종래의 가열 장치의 사시도이다.
《가열 장치》
본 발명의 가열 장치는 단열재, 상기 단열재의 표면에 또는 그 표면 부근에 매설된 전기 히터, 및 상기 전기 히터로부터 상기 단열재 내로 연장하는 훅 (hook) 을 포함한다. 단열재는 세라믹 섬유들과, 상기 세라믹 섬유들을 바인딩하는 바인더로 이루어지고, 또한 훅을 갖는 전기 히터와 일체로 성형된다.
본 발명의 가열 장치에 따라, 훅이 단열재로 연장하도록 단열재가 전기 히터와 일체로 성형되므로, 즉 단열재의 성형 동안, 단열재와 전기 히터가 접합되어 일체화되므로, 히터의 변형 및 드롭-오프 (drop-off) 는 단순한 제조 프로세스로 방지될 수 있다.
부수적으로, 훅을 단열재에 앵커링하는 효과를 향상시키기 위하여, 훅의 단부에서 평행하게 굽혀진 부분의 표면적을 증가시키거나 훅들의 개수를 증가시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 가열 장치에 따라, 전기 히터의 변형이 방지될 수 있으므로, 인접한 히터들 간의 거리는 감소될 수 있고, 그럼으로써 전기 히터의 면내 밀도가 증가될 수 있다.
또한, 본 발명의 가열 장치에 따라, 핀들 또는 스테이플들을 삽입하기 위한 마진이 필요치 않으므로, 단열재 패널은 얇게 그리고/또는 작게 만들어질 수 있다.
전기 히터의 표면은 단열재의 표면과 동일 평면상에 있을 수도 있고, 단열재의 표면 아래에 매설될 수도 있으며, 또는 단열재의 표면으로부터 돌출될 수도 있다.
전기 히터의 표면이 단열재의 표면과 동일 평면상에 있다면 또는 단열재의 표면 아래에 매설된다면, 전기 히터의 표면이 단열재의 표면으로부터 돌출되지 않아서, 가열될 보디가 전기 히터의 표면 가까이에 놓여질 수 있고, 균열 특성들을 향상시킨다.
본 발명의 가열 장치는 편평한 패널 형상의 가열 장치이거나, 원통형 머플로용의 가열 장치일 수도 있다.
본 발명의 가열 장치는 예를 들어 주조 성형법, 진공 성형법 등에 의해 제조될 수 있고, 진공 성형법이 바람직하다.
예를 들어, 본 발명의 가열 장치가 진공법으로 제조될 때에, 진공 펌프에 연결된 흡입 디바이스와, 그 위에 배치된 형성 다이가 탱크 내에 배치되고, 바인더 내에 세라믹 섬유들을 용해 또는 분산시킴으로써 얻어진 슬러리는 탱크 내에 수용된다. 진공 펌프에 연결된 흡입 디바이스의 상부는 네트 형상을 가지고, 따라서 그 위에 배치된 형성 다이의 내부는 진공-흡입될 수 있다. 훅을 갖는 전기 히터와, 선택적인 전기 절연 지지 부재들이 형성 다이 내의 미리 정해진 위치들에 배치되는 상태에서, 진공은 진공 펌프와 흡입 디바이스를 통해 형성 다이에 적용되고, 그 결과 세라믹 섬유들과 바인더는 흡입되어 단열재의 형상으로 형성되도록 형성 다이 내의 네트형 저부에 디포짓된다.
이 때에, 단열재를 형성하는 세라믹 섬유들과 바인더는 저부로서 전기 히터를 배치하기 위하여 그리고 전기 히터, 훅 및 전기 절연 지지 부재들을 포함 (매설) 하기 위하여 일체로 성형된다. 탱크의 밖으로 성형된 단열재를 취하여 이를 건조함으로써, 바인더는 세라믹 섬유들을 바인딩하고, 따라서 전기 히터와 전기 절연 지지 부재들을 포함 (매설) 하는 단열재가 일체로 성형된다.
따라서 일체 성형법에 의해 얻어진 단열재에서, 저부는 전기 히터의 표면과 동일 평면상에 있고, 근본적으로, 훅을 갖는 전기 히터는 단열재와 긴밀하게 접촉하게 되고, 선택적인 전기 절연 지지 부재들이 단열재와 긴밀하게 접촉하게 된다.
부수적으로, 슬러리가 가끔 전기 히터의 표면에 얇게 부착될지라도, 슬러리는 그대로 부착되어 남겨질 수도 있거나, 제거되어 전기 히터를 완전히 노출시킬 수도 있다. 또, 전기 히터의 표면에 의도적으로 매설될 수 있다.
〈단열재〉
단열재는 세라믹 섬유들 및 세라믹 섬유들을 바인딩하는 바인더를 포함하는 성형된 보디이다. 알루미나-실리카 섬유는 세라믹 섬유로서 사용될 수 있고, 콜로이달 실리카는 바인더로서 사용될 수 있다.
또한, 단열재의 성형을 위해, 세라믹 섬유들과 바인더뿐만 아니라 용매로서 물을 포함하는 슬러리가 사용될 수 있다.
〈전기 히터〉
본 발명의 가열 장치에서 사용되는 전기 히터는 임의의 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 전기 히터는 그의 양측 엣지들로부터 금속 플레이트에서 교호의 슬릿들을 제공함으로써 구불구불한 구성으로 형성되고, 금속 플레이트의 슬릿을 형성하는 부분은 복수의 교대로 대향하는 훅들을 형성하기 위하여 금속 플레이트로부터 구부러진다.
훅이 이러한 방식으로 구불구불한 구성의 전기 히터를 형성하는 금속 플레이트의 여분 부분 (슬릿 부분) 을 활용함으로써 형성되면, 훅을 형성하는 여분 재료는 불필요하다. 또, 이러한 경우에, 훅은 각각 차례로 구불구불한 경로의 각 턴 (turn) 에서 형성되어, 전기 히터가 안정적으로 홀딩될 수 있는 효과를 초래한다.
양측에 있는 열들에서 교대로 대향하는 훅들은 하나의 전기 절연 지지 부재에 의해 지지될 수도 있거나, 각 열에서 교대로 대향하는 훅들은 별개의 절연 지지 부재들의 각각에 의해 지지될 수도 있고, 즉 총 두 개의 절연 지지 부재들에 의해 지지될 수도 있다.
전기 히터는 구불구불한 구성으로 형성된 복수의 금속 플레이트들을 포함할 수도 있고, 구불구불한 구성의 복수의 금속 플레이트들은 선택적으로 전기 히터와 동일한 재료의 금속 부재를 통해 용접에 의해 서로 연결된다. 구불구불한 구성으로 형성된 복수의 금속 플레이트들은 단일 금속 플레이트로 형성될 수도 있다.
전기 히터로서, 금속제 히터가 바람직하고, 고온 가열을 위해, 예를 들어, NiCr, FeCrAl, Mo 및 W 가 사용될 수도 있다. 특히 내산화성에도 우수하고 고온 가열을 위해 허용되는 FeCrAl 가 바람직하다.
〈전기 절연 지지 부재〉
본 발명의 가열 장치는 단열재 내에 매설된 전기 절연 지지 부재를 추가로 포함할 수도 있고, 상기 전기 절연 지지 부재는 단열재 내에서 훅을 지지할 수도 있다. 즉, 전기 절연 지지 부재는 전기 히터를 안정적으로 홀딩하기 위하여 전기 히터의 훅을 홀딩하는 부재이다.
전기 히터의 드롭 오프는 전기 절연 지지 부재에 의해 전기 히터의 훅을 지지함으로써 추가로 방지될 수 있다.
전기 절연 지지 부재 그 자체가 단열재 내에 매설되고, 훅을 홀딩하며, 그럼으로써 전기 히터가 훅에 의해서만 홀딩되는 경우에 비해 전기 히터의 홀딩을 안정시키는 한, 상기 부재의 형상은 제한되지 않다.
로드 형상을 갖는 전기 절연 지지 부재는 간단하고 또한 전기 히터의 훅을 홀딩하기 위하여, 예를 들어 구불구불한 구성의 전기 히터의 슬릿 부분들에 형성된 일련의 훅들을 홀딩하기 위하여 선호하게 된다. 형상과 크기는 두 개의 훅 열들을 홀딩하는 전기 절연 지지 부재들 간에 동일하거나 상이해질 수도 있다.
따라서 훅이 전기 절연 지지 부재에 의해 홀딩되는 경우에, 훅의 단부에서 평행하게 굽혀진 부분의 영역이 증가하지 않을 때에도, 훅, 그리고 결과적으로 전기 히터가 전기 절연 지지 부재에 의해 단단하게 홀딩될 수 있다.
전기 절연 지지 부재는 전기 절연 재료로 이루어진다. 내열성의 관점에서, 전기 절연 지지 부재는 알루미나, 멀라이트, 실리마나이트, 지르코니아, 마그네시아 및 질화 규소가 바람직하다.
전기 절연 지지 부재들은 중공 형상, 특히 중공 관형 형상으로 선택적으로는 형성될 수도 있고, 이로 인해 내열성 부재가 후술되는 바와 같이 상기 전기 절연 지지 부재를 관통할 수 있다.
〈내열성 부재〉
전기 절연 지지 부재들은 중공 형상, 특히 중공 관형 형상으로 선택적으로는 형성될 수도 있고, 이로 인해 내열성 부재는 중공 부분을 통해 단열재의 외측으로 통과될 수 있다.
내열성 부재, 특히 로드 형상의 내열성 부재를 이용함으로써, 가열 장치는 쉽게 지지될 수 있고, 또한 특히 쉽게 홀딩 또는 고정될 수 있다.
내열성 세라믹은 세라믹 또는 금속으로 이루어질 수도 있다. 세라믹은 전기 비전도성인 알루미나, 질화 규소 등일 수도 있거나, 전기 전도성의 탄화 규소일 수도 있다. 금속은 전기 히터와 동일한 재료일 수도 있다.
본 발명의 가열 장치는 제 1 실시형태 내지 제 5 실시형태에 관하여 후술되지만, 본 발명은 이들에 제한되지 않는다.
〈제 1 실시형태〉
본 발명의 가열 장치 (10) 의 제 1 실시형태는 도 1 및 도 2 에 도시되어 있다.
더 구체적으로, 도 1 은 히터의 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 1 실시형태의 사시도이고, 도 2 는 히터의 배면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 1 실시형태에서 사용되는 히터의 사시도이다.
도 1 및 도 2 에서 도시된 바와 같이, 가열 장치 (10) 에서, 전기 히터 (12) 의 일부가 단열재 (11) 의 내측을 향해 연장하는 훅 (13) 으로서 형성되고, 전기 히터 (12) 는 단열재 (11) 와 일체로 성형된다. 전기 히터 (12) 의 단부 부분들로, 전극 단자들 (14) 이 연결된다.
전기 히터 (12) 의 훅 (13) 이 구불구불한 구성의 전기 히터 (12) 를 형성할 때에 단열재 (11) 의 내측을 향해 연장하도록 형성된다. 이러한 가열 장치 (10) 에서, 단열재 (11) 는 훅 (13) 을 갖는 전기 히터 (12) 와 일체로 성형되어서, 훅 (13) 을 갖는 전기 히터 (12) 는 단열재 내에 매설된다. 훅 (13) 은 전기 히터 (12) 로부터 단열재 (11) 의 내측을 향해 연장할 뿐만 아니라, 그의 단부 부분에서 전기 히터 (12) 에 평행한 방향으로 구부러지고, 게다가 단열재 (11) 와 일체로 성형되므로, 훅 (13) 은 단열재 (11) 내에 단단하게 고정되고 쉽게 제거되지 않는다.
또한, 본 발명의 가열 장치 (10) 에서, 전기 히터 (12) 는 또한 단열재 (11) 와 일체로 성형되므로, 단열재 (11) 내에 직접 매설되어 고정되어, 안정화 효과를 초래한다.
게다가, 전기 히터 (12) 는 단열재 (11) 의 표면과 동일 평면상에 있고 또한 돌출되지 않아서, 가열될 보디가 전기 히터에 근접하게 가열로 내에 배치될 수 있고 또한 균일한 가열 특성들이 개선될 수 있다.
〈제 2 실시형태〉
본 발명의 가열 장치 (20) 의 제 2 실시형태는 도 3 내지 도 5 에 도시되어 있다.
더 구체적으로는, 도 3 은 히터로부터 대향 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 2 실시형태의 투명 사시도이고, 도 4 는 히터의 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 2 실시형태의 (a) 투명 사시도 및 (b) 사시도이고, 또한 도 5 는 (a) 히터의 측면 및 (b) 히터의 배면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 2 실시형태에서 사용된 히터의 사시도이다.
가열 장치 (20) 에서, 단열재 (21), 훅 (23a 및 23b) 을 포함하는 전기 히터 (22), 및 전기 절연 지지 부재들 (24 및 25) 은, 전기 히터 (22) 로부터 연장하는 훅들 (23) 이 전기 절연 지지 부재들 (24, 25) 을 포함하는 형태로 일체로 성형된다.
전기 히터 (22) 는 양측 엣지들로부터 슬릿들을 교대로 형성함으로써 구불구불한 구성의 벨트형 히터로서 형상화되고, 또한 슬릿을 형성하는 금속 부분은 금속 플레이트의 양 엣지 측면들에 훅들 (23a, 23b) 을 각각 형성하도록 구부러진다.
이 실시형태에서, 두 개의 금속 플레이트들이 사용되고, 각 금속 플레이트는 구불구불한 구성의 전기 히터를 형성하고, 이들 금속 플레이트들이 전기 히터와 동일한 재료로 형성되는 금속 부재 (27) 를 통해 용접함으로써 보통 서로 연결되므로, 재료는 덜 낭비된다.
실시형태의 각 금속 플레이트의 양 엣지 측면들에 각각 형성되는 두 개의 훅 열들 (23a, 23b) 각각은 하나의 전기 절연 지지 부재 (24 또는 25) 에 의해 홀딩된다. 이러한 방식으로, 전기 히터 (22) 의 폭 방향으로 두 개의 훅 열들 (23a 및 23b) 은 두 개의 전기 절연 지지 부재들 (24 및 25) 에 의해 홀딩되고, 이로 인해 전기 히터 (22) 가 또한 폭 방향으로 더 안정적으로 홀딩되는 효과가 생성된다.
이 실시형태에서, 하나의 전기 절연 지지 부재 (24) 가 중공 관형 형상으로 형성되고, 이로 인해 로드형 내열성 세라믹제 또는 금속제 부재 (26) 는 중공 부분을 관통할 수 있다. 단열재 (21) 의 외측에서, 로드형 내열성 부재가 가열로에 가열 장치 (20) 를 홀딩 또는 고정하기 위한 수단으로서 역할을 한다.
〈제 3 실시형태〉
본 발명의 가열 장치 (30) 의 제 3 실시형태는 도 6 에 도시되어 있다. 도 6 은 히터로부터 대향 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 3 실시형태의 투명 사시도이다.
이 실시형태는 하나의 금속 플레이트로부터 구불구불한 구성으로 형성된 전기 히터 (22) 를 사용하고, 중공 관형 형상의 하나의 전기 절연 지지 부재는 전기 히터 (22) 로부터 연장하는 두 개의 열들에서 훅들 (23a, 23b) 에 의해 포함된다.
〈제 4 실시형태〉
본 발명의 가열 장치 (40) 의 제 4 실시형태는 도 7 에 도시되어 있다. 도 7 은 원통형의 머플로에 사용되고 또한 히터의 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 4 실시형태의 투명 사시도이다.
이 실시형태에서, 단 하나의 전기 절연 지지 부재 (24) 가 하나의 전기 히터 (22) 에 사용되어서, 비용이 절감될 수 있다. 하지만, 안정성의 관점에서, 두 개의 전기 절연 지지 부재들 (24) 이 전술한 바와 같이 사용될 수 있다.
〈제 5 실시형태〉
본 발명의 가열 장치 (50) 의 제 5 실시형태는 도 8 에 도시되어 있다. 도 8 은 원통형의 머플로에 사용되고 또한 히터의 측면에서 관찰되는 본 발명의 가열 장치의 제 5 실시형태의 투명 사시도이다.
이 실시형태는 도 7 에 도시된 제 4 실시형태와 동일한 원통형의 머플로이지만, 전기 히터의 굽힘 방향은 도 7 에 도시된 제 4 실시형태와 90 도 만큼 상이하다. 이 실시형태에서, 전기 히터 (22) 로부터 연장하는 훅 (23) 은 전기 절연 지지 부재 (24) 에 의해 홀딩되지 않지만, 전기 절연 지지 부재 (24) 에 의해 홀딩될 수도 있다.
《가열로》
가열로, 예를 들어 원통형 머플로는 공지된 방법에 의해 본 발명의 가열 장치를 이용하여 구성될 수 있다.

Claims (10)

  1. 가열 장치로서,
    상기 가열 장치는 단열재, 상기 단열재의 표면에 또는 그 표면 부근에 매설되는 전기 히터, 및 상기 전기 히터로부터 상기 단열재 내로 연장하는 훅 (hook) 을 포함하고,
    상기 단열재는 세라믹 섬유들 및 상기 세라믹 섬유들을 바인딩하는 바인더로 구성되고, 또한 상기 훅을 갖는 상기 전기 히터와 일체로 성형되는, 가열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 장치는 상기 단열재 내에 매설된 전기 절연 지지 부재를 추가로 포함하고, 상기 전기 절연 지지 부재는 상기 단열재에서 상기 훅을 지지하는, 가열 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 히터는 상기 전기 히터의 양측 엣지들로부터 금속 플레이트 내에 교호의 슬릿들을 제공함으로써 구불구불한 구성 (meander configuration) 으로 형성되고, 상기 금속 플레이트의 상기 슬릿을 형성하는 부분은 복수의 교대로 대향하는 훅들을 형성하기 위하여 상기 금속 플레이트로부터 구부러지는, 가열 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    양측에 있는 열들에서 상기 교대로 대향하는 훅들은 하나의 전기 절연 지지 부재에 의해 지지되는, 가열 부재.
  5. 제 3 항에 있어서,
    각 열에서 상기 교대로 대향하는 훅들은 별개의 전기 절연 지지 부재들의 각각에 의해 지지되는, 가열 부재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 히터는 구불구불한 구성으로 형성된 복수의 금속 플레이트들을 포함하고, 구불구불한 구성의 상기 복수의 금속 플레이트들은 용접에 의해 서로 연결되는, 가열 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 히터의 표면은 상기 단열재의 표면과 동일 평면상에 있는, 가열 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 절연 지지 부재는 중공의 보디이고, 상기 가열 장치는 상기 전기 절연 지지 부재의 중공 부분을 관통하는 내열성 부재를 추가로 포함하고, 상기 내열성 부재는 상기 단열재의 외측으로 연장하는, 가열 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 내열성 부재는 세라믹 또는 금속으로 제조되는, 가열 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 가열 장치를 갖는 가열로.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110087354B (zh) * 2018-01-26 2022-05-03 鸿成国际科技股份有限公司 一种加热器支撑装置
IT201900022794A1 (it) * 2019-12-03 2021-06-03 Giuseppe Campari Tampone di rinvenimento lamiera
AT526909A1 (de) * 2023-02-03 2024-08-15 Ebner Ind Ofenbau Heizvorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53124337A (en) * 1977-03-04 1978-10-30 Sauder Industries Electric heating unit supporting method and apparatus
JPH03221784A (ja) * 1989-10-24 1991-09-30 General Signal Corp 組合せ断熱／加熱ユニットおよび材料の高温処理炉
JP2002372381A (ja) 2001-06-13 2002-12-26 Sakaguchi Dennetsu Kk 加熱炉及びその発熱体の製造方法
JP2005129273A (ja) 2003-10-21 2005-05-19 Teitokusha Kk 電気ヒーター
JP2005150101A (ja) * 2003-10-21 2005-06-09 Teitokusha Kk 電気ヒーター及びこれを備えた炉

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5714738A (en) * 1995-07-10 1998-02-03 Watlow Electric Manufacturing Co. Apparatus and methods of making and using heater apparatus for heating an object having two-dimensional or three-dimensional curvature
JP3783470B2 (ja) 1999-06-08 2006-06-07 光洋サーモシステム株式会社 断熱体およびそれを用いた電気加熱ユニット並びにその製法
JP3453658B2 (ja) * 2001-06-13 2003-10-06 坂口電熱株式会社 加熱炉
JP4129865B2 (ja) 2003-04-02 2008-08-06 サンゴバン・ティーエム株式会社 高温用マイクロ波加熱炉における断熱部材の支持構造
JP3995095B2 (ja) 2003-10-14 2007-10-24 サンゴバン・ティーエム株式会社 無機繊維ブロックの支持金具およびその炉壁への施工方法
FR2874415B1 (fr) * 2004-08-20 2006-11-24 Gaz De France Procede de reparation in situ d'un conduit ou d'un reservoir en matiere thermofusible et dispositf pour la mise en oeuvre de ce procede
JP5166451B2 (ja) * 2008-01-29 2013-03-21 京セラ株式会社 セラミックヒータおよびグロープラグ
CN203148233U (zh) * 2012-12-31 2013-08-21 上海伊索热能技术有限公司 一种内嵌加热件的陶瓷纤维加热炉
CN103369746B (zh) * 2013-08-07 2015-10-28 范圣太 复合型无机非金属电热板

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53124337A (en) * 1977-03-04 1978-10-30 Sauder Industries Electric heating unit supporting method and apparatus
JPH03221784A (ja) * 1989-10-24 1991-09-30 General Signal Corp 組合せ断熱／加熱ユニットおよび材料の高温処理炉
JP2002372381A (ja) 2001-06-13 2002-12-26 Sakaguchi Dennetsu Kk 加熱炉及びその発熱体の製造方法
JP2005129273A (ja) 2003-10-21 2005-05-19 Teitokusha Kk 電気ヒーター
JP2005150101A (ja) * 2003-10-21 2005-06-09 Teitokusha Kk 電気ヒーター及びこれを備えた炉

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