JPH0247075B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炉のための電気抵抗素子を支持する装
置に関するものである。本装置は電気抵抗素子を
取替えることができるように設計されている。本
装置は、抵抗素子を支持すると同時に中に抵抗素
子を位置させた炉などのための絶縁物として機能
する繊維状セラミツク材料のブロツクをも備えて
いる。

電気抵抗素子は、ある用途においては、極めて
高温度で作動するが、電気抵抗素子はその際非常
にやわらかくなり、その結果それ自体の重量によ
つて変形されるとともに近傍の素子から磁力の影
響を受けることもあり得る。電気抵抗素子は機機
的な作用の影響も受けやすいが、それはこれらの
種類の製品が低温時においてはもろいからであ
る。

これらの種類の抵抗素子を支持する装置は、ド
イツ特許第1942645号および合衆国特許第4154975
号および第4088825号により既知である。上記ド
イツ特許においては、普通Ｕ字形とされた抵抗素
子が水平方向に絶縁されるとともに、支持部材す
なわち炭化珪素製の管によつて支持された多数の
オメガ型の部材上に載置されている。この支持部
材は炉壁のれんがに固定されている。抵抗素子を
交換するためには、炉から支持装置のアセンブリ
全体を取り外さなければならないものである。

抵抗素子は２本あるいはそれ以上の本数のシヤ
ンクを有するように蛇行形としてもよいものであ
るが、その場合各シヤンクを支持するようにしな
ければならない。1600℃にもなり得る高温度の炉
は絶縁性を良くすることが重要である。故に多数
の近代的な炉がセラミツク繊維から作られた絶縁
物を使用しているのである。

故に本発明は、繊維状物質によつて絶縁された
様々な種類の炉における電気抵抗素子を支持する
装置であつて、炉を使用している時であつて高温
度の時に電気抵抗素子を交換し得るようにした支
持装置を提供しようとするものである。本発明
は、Ｕ字形のロツド抵抗素子とともに使用し得る
とともに、抵抗素子を機械的な作用から充分に保
護されるように位置決めすることを可能とする。
本発明は更に、抵抗素子を支持する装置をセラミ
ツク繊維から作られた絶縁材と結合する。本発明
は水平に装着された抵抗素子並びに垂直に装着さ
れた抵抗素子に使用することができる。本発明
は、作業温度で測定したとき、炉の内部に露出さ
れた繊維状物質のブロツクの表面の１平方メート
ル当り50キロワツトの設備電力を越える非常に高
い表面負荷を達成するのを可能とする。

上述した利点は、本発明によると、少なくとも
１つのＵ字状部分を有し、その両端部が前記Ｕ字
の開放端側にあるような電気抵抗素子を炉に交換
可能に支持するための支持装置において、セラミ
ツク繊維状物質のブロツクと、該ブロツクに機械
的に固定され、かつ該ブロツクから突出した突出
部を備えた少なくとも１枚の板状の支持部材とを
備え、上記突出部には少なくとも１つの切欠を設
けて該切欠に前記抵抗素子のＵ字状部分を挿入し
たことを特徴とする装置によつて達成される。

支持部材の突出した部分はその全体あるいは一
部を繊維状物質に設けた凹所内に位置せしめ、そ
れによつてこの繊維状物質が抵抗素子を部分的に
包囲してそれらの抵抗素子が機械的な作用を受け
ないように保護するようにするのが好ましい。セ
ラミツク支持部材は繊維状物質に機械的に固定さ
れる。これは、支持部材の幾何学的な形状、並び
に支持部材のうちの繊維状物質の内側にある部分
に１個あるいはそれ以上の個数の孔を有せしめる
ことによつて達成し得るものである。これらの各
孔は板状の支持部材に対して直角にロツドを挿通
せてしめている。

ロツドの長さは、繊維状物質の中に完全に埋設
したとき繊維状ブロツクの各支持部材の孔を貫通
するような長さとするのが好ましい。板状の支持
部材は、Ｕ字形あるいは蛇行形とした１個あるい
はそれ以上の個数の抵抗素子を支持し得る形状で
もつて繊維状物質から突出する。これまで知られ
ている構成と異なつて、本発明による装置は支持
部材の位置を変えることなしに抵抗素子を炉から
取り外すのを可能としている。

繊維状絶縁材を備えた炉の構造においては、電
気抵抗素子を組み込んだ繊維状物質のブロツクを
利用することも既知である。しかしながらこの装
置はいくつかの欠点を伴つている。まず抵抗素子
を形成する場合に材料の選択の自由がないことで
ある。例えば二硫化モリブデン製の素子は、繊維
状物質と反応してそのような素子でもつて得られ
る高温度には耐えられなくなるため使用できない
のである。素子の温度は繊維状物質の絶縁性のた
め炉の温度に比して高くなる。最後に、素子が満
足に機能しなくなつたとしてもその素子は交換で
きず、むしろ繊維状ブロツク全体を当該素子と一
緒に交換せねばならないと言うことができるであ
ろう。

第１図は凹所５を有するセラミツクの繊維状物
質のブロツク１を示している。このセラミツク繊
維状物質内には耐高温度性の耐火材の支持部材４
Ａ，４Ｂが固定されており、この支持部材４Ａ，
４Ｂは上記凹所５内に突出している。支持部材４
Ａ，４Ｂはその繊維状物質内に配置された部分に
孔７を有しており、この孔７を貫通してロツド６
Ａ，６Ｂが位置せしめられている。これらのロツ
ドはブロツク１内に埋設されている。上記支持部
材は好ましくは二硫化モリブデン製とした２本の
シヤンクを有する蛇行形の抵抗素子２を支持して
いる。素子２の端子８Ａ，８Ｂはブロツク１と同
一のセラミツク繊維状物質製のプラグ３を貫通し
て延設されており、該プラグ３は凹所５の拡大部
内に軽い摩擦嵌合により嵌合している。素子２を
取替えようとする場合には、該素子２はプラグと
一緒にブロツクから取外すことができる。第１図
の実施例においては、素子２およびプラグ３は支
持部材に対して右向き、すなわち該支持部材の平
面に対して直交する方向に移動せしめればよい。

第２図は第１図に示したユニツトの横断面図で
あり、抵抗素子のシヤンクをセラミツク支持部材
４Ａ，４Ｂの切欠９内に位置せしめている状態を
更に良く示している。

第３図は第２図の断面図とは直角方向における
上記ユニツトの横断面図である。

第４図ないし第６図はそれぞれ支持部材の様々
な構成を示している。第４図は、第１図ないし第
３図のユニツト内において使用される型の支持部
材４を示している。この支持部材はその形状（即
ちその拡大取付部）の故に上記セラミツク繊維状
物質内に固定されるとともに、孔７に挿通するこ
とができるロツド６によつても固定されている。
この型の支持部材は勿論様々な個数のシヤンクを
有する抵抗素子用として設計することができる。
支持部材内には各シヤンク毎に１個の凹部すなわ
ち切欠９を設けるものとする。

第５図は、切欠３９内に配設したＵ字形の抵抗
素子３２のための支持部材３４を示している。保
持用ロツドが孔３７に挿通せしめられるようにな
つている。

第６図には、切欠４９内に２個の抵抗素子４２
Ａ，４２Ｂを支持するようにした支持部材４４が
図示されている。勿論３個あるいはそれ以上の個
数の抵抗素子を支持するように支持素子を対応さ
せて設計すること可能であるが、そのような設計
は実際上殆ど何の興味もないものと考えられる。
孔４７には保持用ロツドを挿通するようになつて
いる。

第７図は、耐高温性の耐火セラミツクの支持部
材を固定したセラミツク繊維状物質製の４個の別
個のブロツクによつて１個の抵抗素子５２を支持
した本発明による装置を図示している。第７図に
示す実施例においては、４個の各ブロツク５１Ａ
ないし５１Ｄはそれぞれ１個の支持部材５４Ａな
いし５４Ｄを有している。勿論各ブロツクはその
ような支持部材をそれぞれ数個有するようにして
もよい。真中の２個のブロツクは同一である。最
初のブロツク５１Ａは前述したように抵抗素子の
取替えを可能にするために着脱可能なプラグ５３
を備えている。最後のブロツクは、該ブロツクの
全長にわたらない範囲で延設された凹所を有して
いる。

本発明による装置の寸法は、特定の用途によつ
て変化せしめてもよいものである。しかしなが
ら、抵抗素子の長さに平行な方向における１個の
繊維ブロツクの長さは一般的には0.3ないし1.0メ
ートルとされる。抵抗素子の径はたいてい３ない
し15ミリメートルの範囲内とされ、またその長さ
は0.1メートルから数メートルまでとし得るもの
である。蛇行形の素子の場合には様々な個数の蛇
行シヤンクを有するようにしてもよい。

第８Ａ図は端子を抵抗素子の白熱帯域に対して
90゜の角度で配置した実施例の側面図であり、第
８Ｂ図は第８Ａ図に示した実施例の正面図であ
る。

第９図には、Ｕ字形の抵抗素子７２を受け止め
るための切欠７９を設けた別の態様の支持部材７
４が開示されている。この支持部材はその拡大部
７４Ａをセラミツクブロツク（図示していない）
内に埋設されているものである。

第１０図には、蛇行型の抵抗素子９２を繊維状
セラミツクブロツク９１の凹所９５内に垂直に挿
入可能とした本発明の更に別の実施例が図示され
ている。この抵抗素子の両端部にはセラミツク製
プラグ９３が装着されており、これらプラグ９３
はブロツク９１の対応する開口内に受け止められ
ている。

複数個のセラミツク支持部材１００がブロツク
９１から該ブロツク９１の凹所９５内に水平に突
出している。支持部材１００は、蛇行した抵抗素
子の相隣接する頂上部間の間隔に対応する距離だ
け相互に離隔されている。よつて抵抗素子を凹所
９５内に垂直に挿入すると、この抵抗素子の谷底
部がそれら支持部材１００の間を通過するととも
に抵抗素子の頂上部がその支持部材に当接するも
のである。支持部材１００は、ブロツク内にねじ
込まれたねじ付き取付け用シヤンク１０２（第１
１図）の先端部に担持されている。このブロツク
はこれにあり継ぎされた取付板１０４を備えてい
る。上記取付け用シヤンク１０２はこの取付板１
０４を貫通してブロツク９１内にねじ止めされて
いる。取付板１０４の外壁面１０８は凹所９５の
内壁面を形成している。

本発明による抵抗素子の保持の仕方のおかげで
抵抗素子に対して設定することができる加熱力は
以前に可能であつた加熱力よりもかなり大きくな
つている。以前はブロツクの表面１平方センチメ
ートル当り約２ワツトが限度であつたが、本発明
の結果その限度は今はブロツクの平面１平方セン
チメートル当り７ワツトにまで拡張されたのであ
る。

なお、第１図、第１０図に示されるような、複
数のＵ字状部分を有する蛇行形の抵抗素子の場
合、特許請求の範囲でいう「Ｕ字状部分」とは、
その抵抗素子の端部に直接つながるＵ字状部分を
意味するものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本の蛇行シヤンクを備えた抵抗素子
を保持するセラミツク繊維状物質のブロツクの斜
視図である。第２図は第１図に示すブロツクの横
断面図である。第３図は第２図の横断面図とは直
角の方向における横断面図である。第４，５およ
び６図は種々の型のセラミツク担持部材の側面図
である。第７図は同一の抵抗素子を数個の繊維状
ブロツクに貫通せしめた本発明の実施例の斜視図
である。第８Ａ図は端子を抵抗素子の白熱帯域に
対して90゜の角度で配置した実施例の側面図であ
る。第８Ｂ図は第８Ａ図に示した実施例の正面図
である。第９図は本発明に基づいて使用すること
ができる支持部材の別の実施態様の側面図であ
る。第１０図は本発明による更に別の好ましい実
施例の正面図である。そして第１１図は第１０図
に示したアセンブリの水平断面図である。 １，５１Ａ〜５１Ｄ，８１，９１…ブロツク、
２，２２，３２，４２Ａ，４２Ｂ，５２，７２，
８２，９２，…電気抵抗素子、３，５３，９３…
プラグ、４Ａ，４Ｂ，４，２４，３４，４４，５
４Ａ〜５４Ｄ，７４，８４Ａ，８４Ｂ…支持部
材、５，９５…凹所、６Ａ，６Ｂ，６…ロツド、
７，２７，３７，４７…孔、９，２９，３９，４
９，７９，８９…切欠。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つのＵ字状部分を有し、その両
   端部が前記Ｕ字の開放端側にあるような電気抵抗
   素子を炉に交換可能に支持するための支持装置に
   おいて、セラミツク繊維状物質のブロツクと、該
   ブロツクに機械的に固定され、かつ該ブロツクか
   ら突出した突出部を備えた少なくとも１枚の板状
   の支持部材とを備え、上記突出部には少なくとも
   １つの切欠を設けて該切欠に前記電気抵抗素子の
   Ｕ字状部分を挿入したことを特徴とする、電気抵
   抗素子の支持装置。 ２ 上記ブロツクに凹所を設けて該凹所内に上記
   突出部を突出させて成る、特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 ３ 上記抵抗素子を含む平面を上記凹所内に配設
   して成る、特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４ 上記板状支持部材に、上記ブロツク内に配設
   されて少なくとも１個の孔を備えた取付部を設け
   て成る、特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ５ 上記ブロツク内に配設され、上記支持部材を
   含む平面に対して直角を成して上記支持部材の上
   記孔を貫通して延設された複数本のロツドを備え
   て成る、特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 上記支持部材を複数個設けて上記各ロツドを
   それら全支持部材を貫通して延設して成る、特許
   請求の範囲第５項に記載の装置。 ７ 設備電力を上記炉に露出された繊維状ブロツ
   クの表面の１平方メートル当り少なくとも50キロ
   ワツトとした、特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。 ８ 上記抵抗素子に、セラミツク繊維状物質から
   形成されかつ上記ブロツク内の開口内に受止めら
   れたプラグを設けて成る、特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。