熱接触と熱放散 – 局所的な過熱の防止

カートリッジ ヒーターの安全性は、カートリッジ ヒーターがどの程度適切に取り付けられているかによって決まります。たとえうまく機能するヒーターであっても、周囲のものに熱をうまく分散できなければ危険です。熱が流出せずに蓄積すると、内部温度が本来の温度を超えます。鞘が光ります。熱に強いワイヤーが溶けてしまいます。断熱材に亀裂が入っています。短絡、開回路、またはその後のキャビティへの損傷のいずれかが発生します。


ヒーターとキャビティの間の嵌合により、良好な熱接触が得られます。空間は、空気が断熱材として機能しないように十分にタイトであると同時に、熱が膨張するのに十分な緩さがある必要があります。温度に応じて、直径のクリアランスは 0.05 ～ 0.2 ミリメートルが正常です。結果は数値よりも重要です。接触熱抵抗は 1 ワットあたり 0.1 度未満に維持される必要があります。これを行うには、キャビティが清潔で真っ直ぐで、バリ、ゴミ、テーパーがない必要があります。

ヒーターを入れる前にキャビティを確認してください。まっすぐかどうかを確認するには、ゲージピンを通します。古い焼き付き防止剤、金属の削りくず、または焼き付いた汚れなどを取り除きます。{2}不潔な空洞は、特定の場所に小さな空気穴を生成します。それらのスペースはホットスポットになります。 1200 mm カートリッジ ヒーターの真ん中にあるホット スポットは、外側からは見えないかもしれませんが、害は内部で発生しています。ヒーターは数時間または数日で作動しなくなる可能性があります。

ヒーターを入れた後、リードエンドを冷却するのに十分なスペースが必要です。終端領域とキャビティの内側にないヒーターの部分は、たとえ熱的接触が完全であっても、空気の流れを必要とします。経験則として、自分と他の物との間に少なくとも 50 ミリメートルの空間を空けるのが良いでしょう。リード端から熱を逃がすことができないと、熱が蓄積します。ケーブルが熱くなりすぎます。断熱材が硬くなってしまいます。圧着部分が弱くなります。最初はインストールはうまくいきますが、時間の経過とともにインストールが失敗します。

周囲の雰囲気も熱の放出方法に影響を与えます。ヒーターは空気の通らない狭い場所に置くと、開けた場所に置くよりも熱くなります。ヒーターをたくさん近づけるとお互いが熱くなってしまいます。デバイスが動作すると想定される温度は、実際の温度よりも低くなります。これはヒーターの問題ではありません。それは設計時に考慮する必要があるだけです。強制空冷を追加するかクリアランスを増やすことで、安全に再使用できます。

キャビティ周囲の材料の熱伝導率も、見落とされがちな点です。スチールは一定のペースで熱を奪います。アルミニウムはそれをより迅速に達成します。銅を使用するとさらに速くなります。アルミニウムブロック内では安全に動作するヒーターでも、ステンレス鋼の金型内では熱が急速に逃げられないため、熱くなりすぎる可能性があります。ワット密度は、アプリケーションがヒートシンクに関して処理できるものと同じである必要があります。よくわからない場合は、ワット密度を下げるか、ウォーマーを長くすることで、熱くなりすぎるリスクが軽減されます。

最初の操作中に表面温度の分布を確認するのは最後のステップです。熱画像カメラまたはシースに沿った一連の熱電対の読み取りにより、ホットスポットの場所がわかります。加熱された長さに沿って温度が±10 度を超えて変化する場合、熱接触または熱放散に問題があります。早期に発見できれば、ヒーターが永久的な損傷を受ける前に設置を修正できます。良好な熱接触と適切な放熱を欠かすことはできません。これらはカートリッジヒーターを安全に使用するための鍵です。