KR20230003190A

KR20230003190A - 전열 장치

Info

Publication number: KR20230003190A
Application number: KR1020227041882A
Authority: KR
Inventors: 다케시 하나후사; 도모키 스즈키; 히데하루 오마에; 히로시 이마무라
Original assignee: 칸켄 테크노 가부시키가이샤
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2023-01-05
Also published as: CN115669218A; WO2021255893A1; JP7161816B2; US20240237155A1; JPWO2021255893A1

Abstract

본 발명은, 금속제의 방사관(12)과, 그 방사관(12) 내에서 서로 평행하도록 배치되는 복수개의 히터선(14)과, 표면이 절연체로 피복되고, 상기의 방사관(12)의 중심축선 상에 배치되는 히터 고정축(16)과, 그 히터 고정축(16)에 소정의 간격으로 부착되어 상기 히터선(14)을 지지하는 디스크형상의 세라믹 애자(18)를 구비하는 전열 장치로서, 상기 세라믹 애자(18)는, 그 중심에 상기 히터 고정축(16)이 삽통되는 중앙구멍(20) 및 그 중앙구멍(20)과 같은 중심을 갖는 원주 상에 균등하게 분포된 히터선 보지구멍(22)이 천설되는 동시에, 평상의 상태에서, 상기의 방열 관(12)의 축방향에서 본 상기 세라믹 애자(18) 그 자신의 외경 혹은 그 외접원의 직경이, 상기의 방열관(12)의 내경 혹은 그 내접원의 직경보다도 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전열 장치

본 발명은, 산업용 전기로에서 사용되는 전열 장치에 관한 것으로, 특히 열원이 방사관 내에 수용된 래디언트 튜브 히터(radiant tube heater)에 관한 것이다.

이런 종류의 전열 장치에는, 종래에서는, 하기의 특허문헌 1(일본국·특허 제5270688호 공보)에 기재된 것이 있다. 그 종래 기술은, 다음과 같이 구성되어 있다.

방사관과, 그 방사관 내에 배치되는 발열체를 구비하고, 상기 발열체는, 전열선으로 구성되는 동시에, 상기 방사관의 일단에서 전류 취출구에 접속된다. 또한, 상기 발열체는, 지지체의 지원을 받아 상기 방사관 내에 지지된다. 그리고, 상기 방사관과 상기 발열체 사이에는 도전 재료의 보호 삽입체가 배치된다.

상기의 종래 기술에 의하면, 방사관과 발열체 사이에 보호 삽입체가 배치되어 있으므로, 소자 고장 시에 일어날 수 있는 발열체 잔류물과 용융된 금속이 중력의 도움을 빌려서 보호 삽입체 위에 낙하한다. 이 때문에, 방사관의 쓸데 없는 손상을 방지하여, 소자 고장에 의해 전열 장치가 받는 피해를 최소한으로 억제할 수 있다, 라고 되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 제5270688호 공보

하지만, 상기의 종래 기술에는 다음 과제가 있다.

즉, 소자 고장 시에 일어날 수 있는 발열체 잔류물이나 용융된 금속을 중력에 기초하여 보호 삽입체 위에 낙하시키기 위해서는, 전기로 내에서, 상기의 전열장치를 수평 실장해야 하고, 전열 장치의 배치 구조나 그 용도가 한정된다는 문제가 있었다.

또한, 상기의 종래 기술은, 발열체에서의 누전 등과 같은 소자 고장 그 자체를 예방하는 것이 아니라는 큰 문제가 있다.

그러므로, 본 발명의 주된 목적은, 다양한 트러블의 원인이 되는 소자 고장을 저감시킴으로써, 장기간의 안정된 가동이 가능한 전열 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 도 1 내지 도 2에 나타내는 바와 같이, 전열 장치를 다음과 같이 구성하였다.

즉, 금속제의 방사관(12)과, 그 방사관(12) 내에서 서로 평행하도록 배치되는 복수개의 히터선(14)과, 표면이 절연체로 피복되고, 상기의 방사관(12)의 중심축선 상에 배치되는 히터 고정축(16)과, 그 히터 고정축(16)에 소정의 간격으로 부착되어 상기 히터선(14)을 지지하는 디스크형상의 세라믹 애자(碍子; 18)를 구비한다. 그리고, 상기 세라믹 애자(18)는, 그 중심에 상기 히터 고정축(16)이 삽통(揷通)되는 중앙구멍(20) 및 그 중앙구멍(20)과 같은 중심을 갖는 원주 상에 균등하게 분포된 히터선 보지(保持)구멍(22)이 천설(穿設)되는 동시에, 평상의 상태에서, 상기의 방사관(12)의 축방향에서 본 상기 세라믹 애자(18) 그 자신의 외경 혹은 그 외접원의 직경이, 상기의 방사관(12)의 내경 혹은 그 내접원의 직경보다도 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명자들은, 이 종류의 전열 장치, 즉, 히터 고정축이나 세라믹 애자 등의 절연체와 히터선을 금속제의 방사관에 수용해서 외부 분위기로부터 보호하는 전열 장치에 있어서, 상기 전열 장치의 발열 작동시 또는 정지 냉각시에, 각 부재의 열팽창율의 차이로부터, 방사관의 내면과, (주로) 세라믹 애자의 주변이 접촉·슬라이딩하고, 방사관의 내면에 생성되는 금속 산화물이 깎여나가서 세라믹 애자 위의 히터선 주위에 퇴적되게 된다. 그리고, 퇴적된 금속 산화물의 양이 늘어나면, 인접하는 히터선의 사이를 단락(短絡)하게 된다. 이것이 소자 고장의 큰 원인임을 밝혀냈다.

그래서, 본 발명의 전열 장치에서는, 평상의 상태에서, 방사관(12)의 축방향에서 본 세라믹 애자(18) 그 자신의 외경 혹은 그 외접원의 직경이, 방사관(12)의 내경 혹은 그 내접원의 직경보다도 작아지도록 형성되므로, 상기 전열 장치의 발열 작동시 또는 정지 냉각시에서의 방사관(12)의 내면과 세라믹 애자(18)의 주변부와의 접촉을 극소화할 수 있고, 양자의 접촉에 따라 금속 산화물이 깎여나가는 양을 현저하게 저감시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 세라믹 애자(18)는, 그 주변부 중 적어도 상기의 방사관(12)과 접촉하는 부분이 R 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이 경우, 만일 방사관(12)의 내면과 세라믹 애자(18)의 주변부가 접촉한 경우라도, 양자의 접촉에 따라 금속 산화물이 깎여나가는 양을 보다 한층 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 세라믹 애자(18)를, 평면시에서 회전 대칭인 다각형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우, 방사관(12)의 내면과 세라믹 애자(18)의 주변부가 접촉한 경우라도, 양자 사이에 항상 틈새를 마련할 수 있고, 상기 틈새를 통하여 방사관(12)의 내면에서 깎여나간 금속 산화물을 아래쪽으로 배출시켜서 세라믹 애자(18) 위에 퇴적되는 것을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 세라믹 애자(18)의 상면에서의 상기의 중앙구멍(20)의 외주 방향에서 서로 인접하는 상기 히터선 보지구멍(22)의 사이의 위치에, 오목홈(30)을 파서 마련하는 것이 바람직하다.

이 경우, 방사관(12)의 내면으로부터 깍여나가거나 유리·탈락되어 세라믹 애자(18) 위에 퇴적되는 금속 산화물이 상기 오목홈(30) 내에 수용되게 된다. 이 때문에, 인접하는 히터선(14)끼리가 그 금속 산화물에 의해 단락되는 것을 현저하게 지연시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 세라믹 애자(18)의 중앙구멍(20) 주위를 두껍게 형성함으로써, 대략 수직으로 날카롭게 솟아 있는 단부(32)를 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우, 방사관(12)의 내면으로부터 깎여나가거나 유리·탈락된 금속 산화물이 단부(32)의 상하에 퇴적되게 되고, 상술한 오목홈(30)과 마찬가지로, 인접하는 히터선(14)끼리가 그 금속 산화물에 의해 단락되는 것을 현저하게 지연시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에서는, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 세라믹 애자(18)는, 상기의 중앙구멍(20)의 외주 방향에서 서로 인접하는 상기 히터선 보지구멍(22)의 사이를 슬림화하는 동시에, 인접하는 상기 히터선(14) 중 한쪽을 그 슬림화 부분에 배치하는 것이 바람직하다.

이 경우, 인접하는 히터선(14)은, 각각 다른 세라믹 애자(18)로 지지되게 되고, 세라믹 애자(18) 위에 퇴적되는 금속 산화물에 의해 인접하는 히터선(14)끼리가 단락되는 것을 거의 완전히 없앨 수 있게 된다.

[도 1] 본 발명에서의 일 실시형태의 전열 장치의 개요를 나타내는 설명도(내부 구조의 일부를 생략한 수직 단면도)이다.
[도 2] 도 1에서의 A-A'선 절단 단면도이다.
[도 3] 본 발명에서의 다른 실시형태(제 2 실시형태)의 전열 장치의 개요를 나타내는 수평 방향 절단 단면도이다.
[도 4] 본 발명에서의 다른 실시형태(제 3 실시형태)의 전열 장치의 개요를 나타내는 수평 방향 절단 단면도이다.
[도 5] 도 5a는, 본 발명에서의 다른 실시형태(제 4 실시형태)의 세라믹 애자를 나타내는 평면도이다. 도 5b는, 도 5a에서의 B-B'선 절단 단면도이다.
[도 6] 도 6a는, 본 발명에서의 다른 실시형태(제 5 실시형태)의 세라믹 애자를 나타내는 평면도이다. 도 6b는, 도 6a에서의 D-D'선 단면도이다.
[도 7] 도 7a는, 본 발명에서의 다른 실시형태(제 6 실시형태)의 세라믹 애자의 배치 상태를 나타내는 평면도이다. 도 7b는, 도 7a에서의 Ｅ-E'선 단면도(일부 생략)이다.
[도 8] 도 8a는, 본 발명에서의 다른 실시형태(제 7 실시형태)의 세라믹 애자의 배치 상태를 나타내는 평면도이다. 도 8b는, 도 8a에서의 Ｆ-F'선 단면도(일부 생략)이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 실시형태의 전열 장치(10)에서의 내부 구조의 일부(구체적으로는 정면측에 배치되는 히터선(14) 등)를 생략한 수직 단면도이다. 본 실시형태의 전열 장치(10)는, 다양한 공업 프로세스에서 사용되는 산업용 전기로의 열원으로서 사용되는 장치이고, 이 도면이 나타내는 바와 같이, 방사관(12), 히터선(14), 히터 고정축(16) 및 세라믹 애자(18)로 대략 구성된다.

방사관(12)은, 길이 방향 일단이 폐색되고, 길이 방향 타단이 개방됨으로써, 그 내부에 히터선(14) 등의 발열 유닛이 수납되는 금속제의 관체이다. 이 방사관(12)은, 상기의 발열 유닛을 외부 분위기(=로 내 환경)로부터 보호하는 동시에, 히터선(14)이 발한 열을 외부(로 내)에 방사시키기 위한 것이다.

방사관(12)을 구성하는 금속 재료는, 전열 장치(10)의 사용 환경에 따라서 적절히 선택된다. 예를 들어, 이 방사관(12)의 외부 환경이 부식성이 강한 가스가 존재할 경우에는, 하스텔로이(헤인즈사 등록상표; 이하 동일) C22 등과 같이, 고내식성의 금속 재료를 사용하는 것이 적합하다.

또한, 이 방사관(12)의 길이 방향 타단의 개방단측에는, 관 플랜지(24)가 마련되어 있고, 이 관 플랜지(24)를 통하여, 전열 장치(10)가 전기로의 로 벽(도시하지 않음) 등에 부착된다.

한편, 도시 실시형태에서는, 이 방사관(12)을 원통체로 구성하는 경우를 나타내고 있지만, 방사관(12)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서서, 예를 들어, 다각통체 등이라도 좋다.

히터선(14)은, 니크롬선이나 칸탈(샌드빅사 등록상표)선 등의 금속선 외에, 예를 들어 SiC 등의 발열체를 봉 형상으로 성형한 것 등으로 이루어진 장척의 발열 저항체로서, 전류를 흘려보냄으로써 재료의 종류 등에 따라서 대강 800℃ 내지 1400℃ 정도까지 승온한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 이 히터선(14)이, 후술하는 히터 고정축(16)의 축 주위에 서로 같은 간격을 두어 12개 설치되는 동시에, Ni(니켈) 등의 도전성과 내식성이 우수한 재료로 형성된 히터 브릿지 플레이트(도시하지 않음)를 통하여 전기적으로 직렬로 접속된다. 그리고, 이 히터선(14)의 길이 방향 일단(도 1의 실시형태에서는 하단)에 플러그(26)가 부착되고, 이 플러그(26)의 단자(26a)에 도시하지 않은 전원으로부터의 배선이 접속된다.

한편, 이 히터선(14)을 금속선으로 형성하는 경우, 그 형상은, 도시 실시형태와 같이 스트레이트인 단선(봉 형상)이라도 좋고, 금속선을 나선형으로 권회한 것이라도 좋다.

히터 고정축(16)은, 후술하는 세라믹 애자(18)를 통하여 히터선(14)을 지지하는 장척 부재이고, 스테인리스 원형봉재로 이루어진 심재(16a)와, 그 심재(16a)의 표면을 피복하는 절연체로서 기능하는 세라믹제의 절연 피복관(16b)으로 구성된다.

이 히터 고정축(16)은, 방사관(12)의 중심축선 상에 배치되는 동시에, 소정의 간격을 두어서 후술하는 복수의 세라믹 애자(18)가 부착된다.

세라믹 애자(18)는, 히터 고정축(16)과 협동해서 방사관(12) 내의 소정 위치에서 히터선(14)을 절연 고정하는 디스크형상의 기구이다. 본 실시형태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 세라믹 애자(18)가, 평면시에서 진원형상으로 형성되는 동시에, 도 1에 나타내는 바와 같이, 그 주변의 형상이, 두께 방향 중앙 “C”가 최대 외경이 되고, 표리 양면측으로 향함에 따라 그 외경이 점차 축소하도록 형성된다. 즉, 주면 전체가 R 형상으로 형성되어 있다.

또한, 이 세라믹 애자(18)에는, 그 중심에 상기 히터 고정축(16)이 삽통되는 중앙구멍(20)과, 그 중앙구멍(20)과 같은 중심을 갖는 원주 상에 균등하게 분포된 12개의 히터선 보지구멍(22)이 천설되어 있다.

그리고 특필(特筆)해야 할 것은, 이 세라믹 애자(18)는, 방사관(12)의 축방향에서 본 그 외경이, 방사관(12)의 내경보다도 작게 설정되어 있고, 히터선(14)을 작동시키고 있지 않은 상온 상태(즉, 평상의 상태)에서, 양자가 접촉하지 않는 크기로 되어 있다.

이상과 같이 구성된 본 실시형태의 전열 장치(10)에 의하면, 히터선(14)에 통전하여 발열시킬 때나 히터선(14)으로의 통전을 정지해서 냉각시킬 때에, 각 부재의 열팽창율에 차이가 있었다고 해도, 방사관(12)의 내면과 세라믹 애자(18)의 주변이 접촉·슬라이딩하는 것을 방지하여 방사관(12)의 내면에 생성되는 금속 산화물이 깎여나가는 것을 억제할 수 있다. 또한, 만일 방사관(12)의 내면과 (주로) 세라믹 애자(18)의 주변이 접촉·슬라이딩하여 방사관(12)의 내면에 생성되는 금속 산화물이 깍여나가는 경우라도, 세라믹 애자(18)의 주면 전체가 R 형상으로 형성되므로, 방사관(12)의 내면과 세라믹 애자(18)의 주변부가 접촉했을 때에, 세라믹 애자(18)의 주변부가 방사관(12)의 내면에 부여하는 응력을 완화해서 금속 산화물이 깍여나가는 양을 현저하게 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 여러가지 트러블의 원인이 되는 소자 고장의 발생을 최대한 지연시킬 수 있고, 장기간의 안정한 가동이 가능해진다.

한편, 상술의 실시형태에서는, 히터선(14)이나 히터 고정축(16)으로서, 원형봉 형상의 것을 사용하는 경우를 나타내고 있지만, 히터선(14)이나 히터 고정축(16)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 각봉형상의 것을 사용하도록 해도 좋다. 단, 그 경우, 세라믹 애자(18)의 중앙구멍(20)이나 히터선 보지구멍(22)의 형상도 진원형상이 아니라, 각봉형상의 히터선(14)이나 히터 고정축(16)의 외형을 따른 형상의 것이 된다.

상술의 실시형태에서는, 방사관(12) 내에서, 히터 고정축(16)에 대하여 6개의 세라믹 애자(18)가 장착되는 경우를 나타내고 있지만, 이 히터 고정축(16)에 장착시키는 세라믹 애자(18)의 수는 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 5개 이하라도 좋고, 7개 이상이라도 좋다. 단, 히터선(14)의 발열에 의한 열량을 흡수하고 상기 전열 장치(10)의 열효율을 저해할 일이 없도록 개수에 대해서는 배려할 필요가 있다.

상술의 실시형태에서는, 방사관(12) 내에 12개의 히터선(14)을 배치하는 경우를 나타내고 있지만(도 2 참조), 방사관(12) 내에 배치하는 히터선(14)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서 적절히 증감할 수 있다.

상술의 실시형태에서는, 방사관(12)을 원통체로 구성하는 동시에, 세라믹 애자(18)를 평면시에서 진원형상으로 형성하는 경우를 나타냈지만, 방사관(12)을 다각통체로 구성하는 동시에, 세라믹 애자(18)를 후술하는 바와 같이 평면시에서 다각형상으로 형성하도록 해도 좋다. 또한, 세라믹 애자(18)를 평면시에서 타원형상으로 형성하도록 해도 좋다. 단, 이와 같은 경우라도, 평상의 상태에서, 방사관(12)의 축방향에서 본 세라믹 애자(18)의 외접원의 직경이, 방사관(12)의 내접원의 직경보다도 작아지도록 형성된다.

상술의 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 관 플랜지(24)나 플러그(26)를 방사관(12)의 하측에 배치하여, 도시하지 않는 전기로 내에서 전열 장치(10)가 입설(立設)되는 경우를 나타내고 있지만, 전기로 내에서의 본 발명의 전열 장치(10)의 설치 형태는 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 관 플랜지(24)나 플러그(26)를, 도 1의 것과는 상하를 반대로 한 방사관(12)의 상측에 배치하여, 도시하지 않은 전기로 내에서 전열 장치(10)를 드리워지게 설치해도 좋다. 또한, 전열 장치(10)로의 급전은 플러그(26)를 통하여 행하여지지만, 이 플러그(26)를 방사관(12)의 길이 방향 양 단에 마련하고, 방사관(12)의 길이 방향 양 측으로부터 급전하도록 해도 좋다. 또한, 도 1의 실시형태에서는, 히터선(14)의 선단(상단)이 방사관(12)의 천장면에 도달하고 있는 구조의 것을 나타내고 있지만, 이 히터선(14)의 선단(상단)과 방사관(12)의 천장면의 사이에 스페이스가 마련되는 구조의 것이라도 좋다. 이 점에 대해서는, 상술한 바와 같이 전열 장치(10)의 상하가 반대가 되는 경우도 마찬가지이다.

또한, 상술의 실시형태에서는, 세라믹 애자(18)로서, 평면시에서 진원형상으로 형성된 것을 사용하고 있지만, 이 세라믹 애자(18)는, 예를 들어, 도 3에 나타내는 바와 같은 평면시에서 회전 대칭인 성형(星形) 다각형상으로 형성한 것이나, 도 4에 나타내는 바와 같은 평면시에서 정육각형상의 것 등과 같이, 평면시에서 회전 대칭인 다각형상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상술한 바와 같이 세라믹 애자(18)를 평면시에서 타원형상으로 형성하도록 해도 좋다. 단, 이와 같은 경우라도, 세라믹 애자(18)의 주변의 형상은, 주면 전체 또는 방사관(12)의 내면과 접촉하는 일부가 R 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의해, 히터선(14)의 발열에 의해 방사관(12)의 내면과 세라믹 애자(18)의 주변부가 접촉한 경우라도, 양자 사이에 틈새를 마련할 수 있고, 상기 틈새를 통하여 방사관(12)의 내면에서 깎여나간 금속 산화물을 아래쪽으로 배출시켜서 세라믹 애자(18) 위에 퇴적되는 것을 보다 한층 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 상술의 실시형태에서는, 세라믹 애자(18)의 표면(상면)을 플레인하게 형성하고 있지만, 예를 들어, 도 5에 나타내는 바와 같이, 세라믹 애자(18)의 상면에서의 중앙구멍(20)의 외주 방향에서 서로 인접하는 히터선 보지구멍(22)의 사이의 위치에, 오목홈(30)을 파서 마련하는 것이 바람직하다.

세라믹 애자(18)와 방사관(12)의 내면과의 마찰에 의한 금속 산화물의 발생은 상술한 기술에 의해 대응할 수 있지만, 마찰 이외에도 고온에 의한 금속 표면의 산화를 요인으로 하는 분체가 발생하고, 이 금속 산화물의 분체가 방사관(12) 표면으로부터 유리·탈락되어 세라믹 애자(18) 표면 위에 퇴적되는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 세라믹 애자(18)에 퇴적된 금속 산화물에 의해 인접하는 히터선(14)끼리가 단락되어, 누전의 원인이 된다.

하지만, 이 실시형태와 같이 , 세라믹 애자(18)의 상면에서의 중앙구멍(20)의 외주 방향에서 서로 인접하는 히터선 보지구멍(22)의 사이의 위치에, 오목홈(30)을 파서 마련함으로써, 인접하는 히터선(14)끼리가 그 금속 산화물 분체에 의해 단락되는 것을 현저하게 지연시킬 수 있다.

또한, 상기의 오목홈(30) 대신에, 혹은, 상기의 오목홈(30)과 함께, 도 6에 나타내는 바와 같이, 세라믹 애자(18)의 중앙구멍(20) 주위를 두껍게 형성함으로써, 대략 수직으로 날카롭게 솟아 있는 단부(32)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 대략 수직으로 날카롭게 솟아 있는 입상면(立上面)에는 금속 분체가 퇴적되지 않으므로, 방사관(12)의 내면에서 깎여나가거나 유리·탈락된 금속 산화물이 단부(32)의 상하에 퇴적되었다고 해도, 상술한 오목홈(30)과 마찬가지로, 인접하는 히터선(14)끼리가 그 금속 산화물에 의해 단락되는 것을 현저하게 지연시킬 수 있다.

그리고, 도 1에 도시된 상술의 실시형태에서는, 각 세라믹 애자(18)의 각각이, 서로 평행하도록 배치되는 복수개(12개)의 히터선(14) 전부를 히터선 보지구멍(22)으로 보지하는 경우를 나타냈지만, 예를 들어, 도 7이나 도 8에 나타내는 바와 같이, 세라믹 애자(18)의 중앙구멍(20) 외주 방향에서 서로 인접하는 히터선 보지구멍(22)의 사이를 슬림화하는 동시에, 인접하는 히터선(14) 중 한쪽을 그 슬림화 부분에 배치하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 인접하는 히터선(14)은, 각각 다른 세라믹 애자(18)로 지지되게 되고, 세라믹 애자(18) 위에 퇴적되는 금속 산화물에 의해 인접하는 히터선(14)끼리가 단락되는 것을 거의 완전히 없앨 수 있게 된다.

한편, 도 7 및 도 8에서 나타내는 예에서는, 6개의 히터선 보지구멍(22)이 마련된 회전 대칭형의 세라믹 애자(18)를 사용하고, 이 세라믹 애자(18)를 상하로 30°씩 회전시켜서 배치함으로써, 12개의 히터선(14)을 보지하는 경우를 나타내고 있지만, 이 실시형태는, 세라믹 애자(18)의 중앙구멍(20) 외주 방향에서 서로 인접하는 히터선 보지구멍(22)의 사이를 슬림화하는 동시에, 인접하는 히터선(14) 중 한쪽을 그 슬림화 부분에 배치하는 형태이면 어떠한 것이라도 좋고, 상기 도시한 것에 한정되는 것은 아니다.

그 밖에, 본 발명은, 당업자가 상정할 수 있는 범위에서 여러가지 변경을 할 수 있음은 물론이다.

10: 전열 장치, 12: 방사관, 14: 히터선, 16: 히터 고정축, 18: 세라믹 애자, 20: 중앙구멍, 22: 히터선 보지구멍, 30: 오목홈, 32: 단부.

Claims

금속제의 방사관(12)과, 그 방사관(12) 내에서 서로 평행하도록 배치되는 복수개의 히터선(14)과, 표면이 절연체로 피복되고, 상기의 방사관(12)의 중심축선 상에 배치되는 히터 고정축(16)과, 그 히터 고정축(16)에 소정의 간격으로 부착되어 상기 히터선(14)을 지지하는 디스크형상의 세라믹 애자(18)를 구비하는, 전열 장치로서,
상기 세라믹 애자(18)는, 그 중심에 상기 히터 고정축(16)이 삽통되는 중앙구멍(20) 및 그 중앙구멍(20)과 같은 중심을 갖는 원주 상에 균등하게 분포된 히터선 보지구멍(22)이 천설(穿設)되는 동시에, 평상의 상태에서, 상기의 방사관(12)의 축방향에서 본 상기 세라믹 애자(18) 그 자신의 외경 혹은 그 외접원의 직경이, 상기의 방사관(12)의 내경 혹은 그 내접원의 직경보다도 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전열 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 세라믹 애자(18)는, 그 주변부 중 적어도 상기의 방사관(12)과 접촉하는 부분이 R 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전열 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 세라믹 애자(18)가, 평면시에서 회전 대칭인 다각형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전열 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세라믹 애자(18)의 상면에는, 상기의 중앙구멍(20)의 외주 방향에서 서로 인접하는 상기 히터선 보지구멍(22)의 사이의 위치에 오목홈(30)이 파여서 마련되는 것을 특징으로 하는 전열 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세라믹 애자(18)는, 상기의 중앙구멍(20) 주위가 두껍게 형성되어, 대략 수직으로 날카롭게 솟아 있는 단부(32)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전열 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세라믹 애자(18)는, 상기의 중앙구멍(20)의 외주 방향에서 서로 인접하는 상기 히터선 보지구멍(22)의 사이가 슬림화되는 동시에, 인접하는 상기 히터선(14) 중 한쪽이 그 슬림화 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 전열 장치.