家庭での用途としては、調理、液体の加熱、乾燥、アイロンがけ、空間暖房、ベッド、水槽、サウナ、はんだごて、ペイントストリッパーなどの特殊用途があります。 代表的な工業用途には、インク、塗料、ラッカーの熱処理、硬化、乾燥があります。 自動車では、シート、エンジン、バックミラーに電気ヒーターが装備されることがよくあります。
Bash test of alloys.器具と発熱体は、性能、原材料費、製造コスト、そして生命と安全に関する要件を満たしていなければなりません。
要件は互いに相反する場合があります。 長寿命で安全性が高いということは、ワイヤーの温度が低いということです。その結果、加熱時間が長くなり、原料コストも高くなります。 家庭用暖房器具は、人に危害を加えたり、所有物に損害を与えたりしてはなりません。 各マーケットの安全仕様は、機器と発熱体の設計に影響を与え、その温度を制限する場合があります。
適切に設計された発熱体の寿命は、使用するワイヤのメーカーと種類によって異なります。 当社のFeCrAlおよびNiCr(Fe) ワイヤーは、高温で優れた特性を備えており、可能な限り最高の寿命を実現します。 ワイヤーの寿命は、ワイヤーの直径とワイヤー温度の低下に応じて長くなることに留意してください。
ワイヤーの温度
Life test of 4 mm wire.埋め込み型および支持型発熱体タイプの場合、ワイヤー温度はワイヤーと発熱体表面の荷重の両方に依存します。 吊り下げ発熱体タイプでは、ほとんどの場合、発熱体の表面荷重を定義することはできません。 表面荷重に加え、周囲温度、放熱条件、他の発熱体の有無や位置がワイヤー温度に影響するため、ワイヤー表面荷重と発熱体表面荷重の選択にも影響します。
表面荷重
発熱体を計算する場合、通常は電圧と定格が既知です。 発熱体の表面負荷とは、定格を通電ワイヤーの発熱体表面積で割ったものです。 通常、前述の表には表面荷重の範囲が記載されており、単一の数値が記載されているわけではありません。 この範囲内での選択は、その発熱体の要件によって異なります。 また、利用可能な電圧、定格、寸法によっても異なります。 高電圧で低定格の場合、ワイヤーが細くなり、同じ温度でも太いワイヤーより寿命が短くなるため、ワイヤーの表面負荷を低くする必要があります。
次に、ワイヤー表面は定格とワイヤー表面荷重の比率として求められます。
表面固有抵抗
冷間状態での抵抗を計算した後、表面と抵抗の比が求められます。 この比率は「工業炉用抵抗加熱合金およびシステム」のハンドブックに全てのワイヤータイプとワイヤー寸法について記載されており、正しいワイヤーサイズはこれらの表から簡単に見つけることができます。
コイルのパラメータ
コイルの製造が容易であることを確認するために、コイル径と線径の比 (D/d) を計算する必要があります。 推奨される比率 (D/d) は5～12の範囲内です。 支持タイプの発熱体の場合、この比率を17ページの変形曲線と比較する必要があります。コイルの長さと直径がわかっている場合、付録の式[17]によってコイルのピッチを推定できます。 コイルピッチ(s)は通常、ワイヤ直径(d)の2～4倍です。 石英管ヒーターの場合、通常はより小さなピッチが使用されます。 Kanthal® FeCrAlから作られた事前酸化被膜付きコイルは、このような発熱体で密着巻きで使用することができます。
ねじ切りされたセラミックロッド上のストレートワイヤーや、吊り下げタイプの多くの発熱体では、ワイヤーの長さは固定されています。 メートルあたりの抵抗値を計算し、「工業炉用抵抗加熱合金およびシステム」のハンドブックの表からワイヤーサイズを求めます。 この結果、リボンの場合、表面負荷が高くなりすぎる場合は、同じ断面を持つより幅広で薄いリボンを選択することができます。
金属被覆管状発熱体
Glowing coil inside tubular heating elements.金属被覆管状発熱体の場合、発熱体の圧縮により抵抗が10～30%減少するため、計算はより複雑になります。 このような発熱体の場合、まず発熱体の用途に応じてチューブ表面荷重が決定されます。 ワイヤーの表面負荷は通常2～4倍大きくなります。 電力と電圧から抵抗値を計算した後、巻線後の抵抗値を求めるために10～30％増加させる必要があります。 発熱体が小さくなると、ワイヤー表面は2～7%小さくなります。 チューブの長さは圧延による圧縮で長くなるため、チューブの表面は多くの場合そのままです。
