湿式-使用と乾式-使用のカートリッジ ヒーターの比較: 用途-に基づいた選択

湿式-使用と乾式-使用のカートリッジ ヒーターの比較: 用途-に基づいた選択
水タンクを加熱するデバイスの場合、メンテナンス エンジニアは、新しいシングルヘッド電熱チューブ (カートリッジ ヒーターとも呼ばれます) を注文します。数か月使用した後、同じヒーターが故障しました。エンジニアがまったく同じ交換品を注文すると、同じプロセスが繰り返されます。ヒーターの品質ではなく、ヒーターの設計とその使用目的との間の基本的な不一致が問題です。


湿式{0}}使用と乾式-カートリッジ ヒーターの 2 つの主なタイプがあります。外観はほぼ同じですが、内部構造は大きく異なります。乾式使用のヒーターを湿式用途で使用すると、初期故障が発生します。{4}}湿式使用のヒーターを乾式用途で使用すると、無関係な機能に費用が無駄になります。

乾式使用カートリッジ ヒーターは、ヒーターが真鍮、鋼鉄、アルミニウムなどの固体に組み込まれている状況での使用を目的としています。{0}}ヒーター シースから熱を伝導することに加えて、周囲の材料が機械的サポートを提供します。これらの用途のヒーターは液体と密接に接触することはありません。一般的な乾式用途の例としては、射出成形マニホールド、ホット スタンピング ダイ、包装機シール バー、ラボ用ホット プレートなどがあります。{4}}

乾式使用シングルヘッド電熱管（カートリッジ ヒーター）の内部設計では、高温対応と適切なフィットのための厳格な製造公差が最優先されています。{0}}高度に圧縮された酸化マグネシウム絶縁体の密度は、通常 3.0 ～ 3.3 g/cm3 です。 800 度もの高温に耐えられるニッケル-クロム合金 (NiCr 80/20) が抵抗線としてよく使用されます。湿気の侵入を防ぐための乾燥した環境に応じて、端子端に基本的なエポキシ シールが付いているか、まったく付いていない場合があります。

対照的に、湿式使用のカートリッジ ウォーマーは、水、油、化学溶液などの液体に浸すように作られています。{0}使用時はヒーターを完全に水没させる必要があります。最大の違いは、端子端のシーリングにあります。強力な気密シールまたは高級シリコーン ゴム オーバーモールドのおかげで、液体がリード線に沿って湿式使用ヒーターの MgO 絶縁体に浸透することはありません。{4}}終端点を加熱ゾーンから遠ざけるために、特定の湿式使用ヒーターには、より長い非加熱領域が設けられています。{6}}

湿式用途向けの 316 ステンレス鋼製シングルヘッド電熱管の終端は通常、完全にシールされています。防湿バリアと張力緩和により、リード線を外すことができます。-経験上、乾式用途のヒーターを湿式用途で使用すると、数日から数週間で MgO に湿気が侵入する可能性があることがわかっています。{4}}地絡が起こり、絶縁抵抗が低下し、ヒーターがすぐに壊れてしまいます。

一方、不必要にコストがかかる可能性がありますが、乾式用途で湿式使用ヒーターを使用するのは安全です。{0}乾燥した気候では、非加熱部品が長くなり、密閉性が高くなるため、何のメリットも得られずに費用が増加します。ヒーターが完全に水没していなくても、湿式使用設計により、結露が発生する可能性がある状況や、機器が拭き取られる可能性がある状況において重要な保護が提供されます。-

湿式{0}}使用と乾式-使用のアプリケーションでは、ワット密度要件が異なります。金属ブロックでの乾式使用には、5 ～ 7 W/cm² のワット密度が最適です。水は金属よりも熱の伝導率が低いため、水中で湿った状態で使用する場合は、ワット密度が低い-通常は 3～5 W/cm2-の方が安全です。ヒーター表面に断熱性の蒸気泡が発生する局所的な沸騰は、水中のワット密度が高いために発生する可能性があります。このような気泡によりシースの温度が上昇し、早期故障の原因となる可能性があります。熱伝導が悪く、オイルが劣化する可能性があるため、オイルや粘性流体を加熱する場合は、さらに低いワット密度 (1 ～ 3 W/cm2) をお勧めします。

シースの材質の選択も設定によって異なります。. 304ステンレス鋼は、清潔で乾燥した環境での乾式用途に適しており、価格も手頃です。{1}}時間の経過とともに炭酸カルシウムのスケールが蓄積する場合がありますが、304 は水道水に濡らして使用するとさまざまな目的に適しています。 316 ステンレス鋼のシングルヘッド電熱管は、高湿度や腐食性の液体が存在する環境で湿った状態で使用した場合、耐腐食性がはるかに優れています。脱イオン水は通常のステンレス鋼を驚くほど早く腐食する可能性があるため、脱イオン水または超純水には 316 またはチタン シースを使用することをお勧めします。

取り付けと取り外しの考慮事項にも違いがあります。何度も加熱サイクルを繰り返した後の取り付け穴の焼き付きを避けるために、乾式ヒーターでは頻繁にシースに焼き付き防止剤が必要です。-通常、湿式使用のヒーターには焼き付き防止剤は必要ありません。-湿式使用のヒーターをタンクから取り外す前に必ず液体を排出するか、空気にさらす前にヒーターの電源が切れて冷却されていることを確認してください。{7}}熱いヒーターを液体から取り出して屋外で冷やすと、熱衝撃や内部損傷が発生する可能性があります。

カートリッジ ヒーターが乾燥した状況でも湿った状況でも使用できると想定することは、業界で最も頻繁に犯される間違いの 1 つです。実際の構造には大幅な差異があります。金属ブロックへの液浸と乾式挿入など、用途に応じて適切な種類を選択することで、信頼性の高い耐用年数が保証されます。オイルバス、オープンウォータータンク、密閉されたドライマニホールドなど、さまざまな加熱設定には、さまざまな内部構造と密閉技術が必要です。