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内部配線式ミニチュア加熱カートリッジ
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内部配線式ミニチュア加熱カートリッジ

キーワード: 内部配線式ミニチュア加熱カートリッジ

説明

内部配線式の小型加熱カートリッジは、小型の金属管内に加熱導体(抵抗線)を封入した筒状の電気加熱素子です。リード線やリード棒は直接内部の加熱コイルに接続されています。その最大の特長は「内部配線」にあり、電気的な接続がチューブ内部で完了するため、コンパクトな構造となり、優れた密封性と長い使用寿命を実現しています。

 

1. 材料

・金属シース(外装):

・ステンレス鋼304:最も一般的な素材で、優れた耐食性と耐熱性を備えています。お湯、油、空気の加熱など、ほとんどの用途に適しています。

・ステンレス鋼316/316L:特に塩化物や酸・アルカリに対する優れた耐食性を発揮します。海洋環境や化学工業など、より厳しい環境で使用されます。

・チタン:主にめっき液(例:クロム酸、酸性銅)や化学薬品の加熱に使用されます。塩化物イオンに対する耐食性に優れています。

・テフロン(PTFE):強酸や強アルカリに対する優れた耐性と、くっつきにくい表面を特徴とします。腐食性の高い液体の加熱に多く用いられます。

・インコネル:極めて高い耐高温性と耐酸化性を示します。高温炉や特殊な工業環境でよく使用されます。

・内部加熱コイル:

・一般的に、ニッケルクロム(NiCr)または鉄クロムアルミニウム(FeCrAl)合金線で作られ、高い抵抗率と安定した高温酸化耐性を備えています。

・断熱材充填:

・高純度酸化マグネシウム(MgO)粉末:標準的な充填材です。優れた電気絶縁性、熱伝導性および耐熱性を備えており、コイルから金属シースへ効率的に熱を移動させるとともに、電気絶縁性を確保します。

・シーリング材:

・チューブの端部を密封するには、特殊な高温・防湿シリコーン接着剤、エポキシ樹脂、またはセラミックセメントを使用し、湿気の侵入を防ぎ、長期にわたり安定した絶縁性能を確保します。

・リード線/端子:

・通常、ステンレス鋼、ニッケルメッキ銅線、またはシリコン製高温ワイヤーで作られ、内部の加熱コイルに直接接続され、チューブの両端から延びています。

 

2. 寸法

ミニチュア加熱カートリッジの寸法は非常に柔軟で、お客様のご要望に応じてカスタマイズが可能です。

・チューブ径:通常、φ2mmからφ10mmの範囲です。一般的なサイズには、φ3mm、φ4mm、φ6mm、φ8mmがあります。

・長さ:実質的に無制限で、最短20mmから数メートルまでさまざまです。一般的な長さは50mmから500mmの間です。

・形状:直線の棒のほかに、U字型、L字型、W字型、環状(ループ状)など、さまざまなカスタム形状に曲げることができ、異なる設置スペースや加熱要件に適合させることができます。

 

3. 電圧

・動作電圧範囲は非常に広いです。一般的な規格には、12V、24V、36V、48V、110V、220V、380Vなどがあります。

・低電圧(例:12V/24V/36V):一般的に安全性が高く要求される用途や自動車用機器、または制御システム(例:PLC、温度コントローラー)と統合される場合に使用されます。

・標準電圧(例:110V/220V):一般的な産業用および商業用機器に使用されます。

・電圧の選択は、電力と抵抗値に一致していなければなりません(式 P = V² / R に基づく)。

 

4. 電力

・出力範囲は非常に広く、数ワットから数千ワットまで対応可能です。

・表面負荷(電力密度、単位:W/cm²)は重要なパラメータであり、電圧、抵抗、直径、長さによって決まります。

・低表面負荷:通常5 W/cm²以下で、油などの加熱媒体に用いられ、過剰な表面温度による炭化を防ぎます。

・中~高表面負荷:10~30 W/cm²以上に達することができ、空気や水などの加熱に用いられます。

・重要注意:出力設定は加熱対象の媒体および運転条件を考慮する必要があります。空気中で運転する場合(乾式運転)、表面負荷を低減する必要があります。そうでないと、放熱が不十分なためカートリッジが過熱し、焼き切れてしまうおそれがあります。

 

5. 主な用途

小型化、高効率、柔軟性に優れているため、内部配線式の小型加熱カートリッジは以下のように広く使用されています:

・家電製品:コーヒーメーカー、衣類スチーマー、ウォーターサーバー、瞬間湯沸かし蛇口、食器洗い機、温風ブロワー。

・産業設備:

・プラスチック機械:射出成形機および押出機用の加熱バレル。

・包装機械:ヒートシールバーおよび包装機械の加熱用。

・分析機器:ガスクロマトグラフにおける試料加熱、水質分析装置。

・医療機器:滅菌設備、人工呼吸器用加温呼吸回路、輸液ウォーマー。

・半導体製造:ウェハー焼成、フォトレジスト処理。

・自動車産業:ディーゼル燃料タンクの加熱、AdBlue(DEF)タンクの加熱、シートヒーター、ミラーの霜取り。

・流体加熱:各種液体(水、油、酸、アルカリ)および気体(空気、窒素)に対する精密な加熱。

 

6. 製品の特徴

・コンパクトな構造、小型サイズ:「ミニチュア」デザインにより、設置スペースが限られた機器にも取り付け可能です。

・高い熱効率、迅速な加熱:小径により熱容量が低く、運転温度に素早く到達できます。

・高い機械的強度、耐圧性および耐衝撃性:金属製の外装と密なMgO充填により、一定レベルの圧力や機械的衝撃に耐えることができます。

・安全で信頼性が高く、長寿命:「内部配線」構造と厳密なシールにより、湿気や漏電を効果的に防ぎ、高い電気的安全性と長期間の稼働寿命(適切な使用条件下で数千時間)を確保します。

・優れたシール性能:特定の圧力環境下で動作可能、または液体媒体の加熱に使用できます。

・高出力密度:非常に小さな体積で高い加熱出力を実現可能。

・高度にカスタマイズ可能:寸法、形状、電圧、出力、リード線の配置などすべてを顧客のニーズに応じてカスタマイズでき、高い適応性を提供します。

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