カートリッジヒーター

カートリッジヒーター
カートリッジヒーター
	上から下へ: 角型カートリッジヒーター、ねじ付き NPT フィッティング (テーパーねじ) 付きカートリッジヒーター、「ミニ」カートリッジヒーター。
業界	プロセス加熱

カートリッジヒーターは、プロセス加熱産業で使用されるチューブ状の頑丈な工業用ジュール加熱素子であり、通常は用途に応じて特定のワット密度に合わせてカスタム製造されます。^[1]^[2]コンパクトな設計では最大50W/cm²のワット密度に達することができますが、 ^[3]一部の特殊な高温設計では100w/cm²に達することもあります。^[4]

アプリケーション

カートリッジヒーターは、次のような多くの用途で有用であることがわかっています^{[5] 。}

シールバー
射出成形用トルピードヒーター
射出成形マニホールド
質量分析
ゴム成形
食料生産
浸漬タンク加熱
HVACコンプレッサー
燃料電池
半導体
医療機器
センサー測定装置
押し出し
ダイカスト
ホットメルト接着剤
ヒートステーキング/穴あけ
プラスチック溶接
流体加熱
3Dプリンター

コールドカートリッジヒーター
ホットカートリッジヒーター

工事

カートリッジヒーターの構造は、主に 7 つの部分に分けられます。

加熱コイル
絶縁
シース
封印
終了
リード線タイプ
ワット密度

加熱コイル

加熱コイルは実際の抵抗であり、電気負荷が発生します。この目的で使用される最も一般的な金属合金は、ニッケルクロム混合物で、ニクロムとも呼ばれます。^[6]ニクロム線はセラミックコアの周りに巻かれており、1インチあたりの螺旋数は要求されるワット密度によって異なります。2相または3相の交流電源からの電位がコイル状のニクロム線を流れ、線を加熱し、次にカートリッジヒーターシースを加熱します。

絶縁

絶縁材はニクロムコイルがシースに接触するのを防ぐために使用されます。接触すると抵抗が接地され、悲惨な短絡が発生し、シースが溶けて機器の重大な故障につながる可能性があります。接地故障遮断回路を設置することで、損傷を軽減できます。コイルがシースに接触するのを防ぐため、コイルはシースに挿入され、すぐに酸化マグネシウム(MgO) で満たされます。シースとコイルの間の空きスペースに MgO が確実に満たされるように、カートリッジヒーターは振動しながら充填されます。

シース

シースは、加熱される材料または物質と接触するカートリッジヒーターの部分です。高酸性または腐食性の環境など、用途の種類に応じて、いくつかの金属合金が使用されます。^[7]最も一般的なシースの種類は、304ステンレス鋼、316ステンレス鋼、およびインコロイ800です。インコロイは最高の耐熱性を持ち、超合金と見なされています。

封印

カートリッジヒーターに MgO を充填した後、カートリッジヒーターの開放端 (ニクロムコイルが導入された場所) にシールを施します。これにより、コイルと MgO が漏れるのを防ぎ、プラスチックの破片、空気、湿気などの汚染物質がヒーターに入るのを防ぎます。

終了

カートリッジヒーターはさまざまな機械に取り付けられているため、メーカーは一定のクリアランスを満たすようにヒーターを設計する必要があります。^[8]カートリッジヒーターは、リード線がまっすぐに出ている状態で終端されている場合もあれば、直角に出ている場合もあります。また、メーカーは、リード線がリード線の最大定格を超える温度にさらされないように注意する必要があります。温度、動き、汚染によるリード線の損傷を防ぐために、リード線は金属導管、編組金属、またはシリコンスリーブで保護できます。^[9]

リード線タイプ

カートリッジヒーターが挿入される機械のクリアランスと設計に応じて、使用するワイヤーの種類は異なります。カートリッジヒーターや自動車の配線ハーネス、産業機器などの高温用途では、一般的にグラスファイバーが使用されます。 ^[10]その他の使用される変種としては、シリコン含浸グラスファイバーやシリコンゴムがあります。

カスタマイズオプション

カートリッジヒーターのカスタマイズでよくあるものには次のようなものがある: ^[11]

内部熱電対
フランジ
ねじ付きブッシング
エポキシシール
リード線終端オプション
マイカテープリード
ステンレススチール編組または鎧
鉛エリアのシーリング
分配ワット数
非加熱セクション
三段階建設
デュアル電圧
ゾーンヒーター
スクエアカートリッジヒーター

参考文献

^ 「カートリッジヒーター入門」オメガ。2012年3月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。
^ 「プロセス加熱の廃止 | BNP Media」www.bnpmedia.com 。 2024年1月23日閲覧。
^ 「カートリッジヒーター」。freek-heaters.com。2014年3月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。
^ カートリッジヒーター tutco.com ^{[永久リンク切れ‍ ]}
^ 高ワットカートリッジヒーター nexthermal.com ^{[永久リンク切れ‍ ]}
^ Ositinskii, BL (1976 年 9 月). 「ポリマー機器の加熱用金属セラミック電気ヒーター」.化学および石油工学. 12 (9): 839–841. doi :10.1007/bf01153716. ISSN 0009-2355.
^ Bilan, AV; Plotnikov, PN (2016年10月20日). 「水平給湯器の熱応力の解析」. Thermal Engineering . 63 (11): 781–786. doi :10.1134/s004060151611001x. ISSN 0040-6015.
^ 「挿入ヒーター」。Big Chief Inc. 2011年2月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年3月11日閲覧。
^ カートリッジヒーターのオプション freek-heaters.com ^{[永久リンク切れ‍ ]}
^ 「ヒーターの効率向上」、熱伝達設計法、CRC Press、pp. 487–503、1991年10月3日、doi :10.1201/9781482277050-28、ISBN 978-0-429-18231-0、 2024年10月29日閲覧
^ カートリッジヒーターをカスタマイズする tutco.com ^{[永久リンク切れ‍ ]}

外部リンク

シース材料
レジスタンスカルトゥーチョ
और देखें
Backer マラソンカートリッジヒーター

[1] 「カートリッジヒーター入門」オメガ。2012年3月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。

[2] 「プロセス加熱の廃止 | BNP Media」www.bnpmedia.com 。 2024年1月23日閲覧。

[3] 「カートリッジヒーター」。freek-heaters.com。2014年3月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。

[4] カートリッジヒーター tutco.com ^{[永久リンク切れ‍ ]}

[5] 高ワットカートリッジヒーター nexthermal.com ^{[永久リンク切れ‍ ]}

[6] Ositinskii, BL (1976 年 9 月). 「ポリマー機器の加熱用金属セラミック電気ヒーター」.化学および石油工学. 12 (9): 839–841. doi :10.1007/bf01153716. ISSN 0009-2355.

[7] Bilan, AV; Plotnikov, PN (2016年10月20日). 「水平給湯器の熱応力の解析」. Thermal Engineering . 63 (11): 781–786. doi :10.1134/s004060151611001x. ISSN 0040-6015.

[8] 「挿入ヒーター」。Big Chief Inc. 2011年2月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年3月11日閲覧。

[9] カートリッジヒーターのオプション freek-heaters.com ^{[永久リンク切れ‍ ]}

[10] 「ヒーターの効率向上」、熱伝達設計法、CRC Press、pp. 487–503、1991年10月3日、doi :10.1201/9781482277050-28、ISBN 978-0-429-18231-0、 2024年10月29日閲覧

[11] カートリッジヒーターをカスタマイズする tutco.com ^{[永久リンク切れ‍ ]}