My opinions 浅田 茂 Shigeru-Asada

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熱風ヒータ SAHD-8シリーズ

フィンテック社の熱風ヒーターに新シリーズ(SAHD-8シリーズ)を追加した。金属ケース外径Φ10.5のスリムなヒーターだが、550〜670wの高出力で1000℃の熱風を長期連続的に出す事ができる。

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8シリーズ熱風ヒータ

SAHD220v-670w/8PH

スリムでシンプルな構造
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発熱体部分     
外径Φ6 HDコイル
高耐圧設計     



開発コンセプト
  
① SAH-6シリーズとSAH-10シリーズの中間を補完する品種。
② 高圧損設計として高温対応,高出力ヒータとする。
③ 低コスト対応が可能な基本設計とする。

具体的解説
  
① SAH-6シリーズとSAH-10シリーズの中間を補完する品種
  
電熱線の巻径等から適正電力を求めると4シリーズは50〜100w,6シリーズは150〜300w,10シリーズは500w〜1000wが適正と考えている。すると最も用途の多い350w〜440wには設計的に最適なシリーズが無かった。8シリーズは350〜440wに最も適したサイズと考えている。すなわち最も需要の多いゾーンを担当することになる。

② 高圧損設計として高温対応,高出力ヒータとする
  
従来は高温対応は電熱線表面負荷を1/3程度に下げて対応してきた。しかしこの方法では発熱体サイズが3倍にもなってしまう。最近の知見では圧損の大きい(0.2MPa以上)設計にすれば発熱体内部で通過エアーが強い乱流となり、熱伝達効率が大きく改善される事を発見した。
  
この様な設計の発熱体ならば常用で熱風温度1000℃を可能にする。350w〜440wクラスを10シリーズで設計すれば圧損は0.03MPa程度にしかならない。しかしこれを8シリーズで作れば圧損が0.2〜0.3MPa(約10倍)となり、高い熱伝達効率が得られる。
  
そのため熱風温度1000℃での常用も可能になりサイズも小さくできる。しかしこのサイズでは内蔵熱電対に細い物(Φ0.65)しか使えない。そのためK熱電対では寿命の比較的短いSAHDヒータでも700℃以上は難しい。そこでN熱電対を選択可能とする。
  
N熱電対はKに対して耐熱性が100〜200℃改善されるので、800℃〜900℃に対応可能となる。更に安心を要求するユーザーに対しては高コストだがR熱電対タイプも提供する。
  
また熱風温度センサーの設置方式は/+SC方式を基本とする。これにより温調器を使用していれば取扱ミス(主にエアー停止)による過熱断線をほぼ無くすことができる。

③ 低コスト対応が可能な基本設計とする。
  
高圧損設計なので、発熱体には0.5MPa程度の風圧が加わる事もありえる。 これは2.5kgfの力に相当する。この強い風圧に耐える発熱体支持構造を考え出さなくてはならなかったが、従来のセラミックに溝を切る方式は寸法的に不可能に近い。そこで下写真のような構造を採用した。
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基本構造としては従来と同様にコイルリングを使う。しかし従来のコイルリングは一体構造ではなかったため、一点の支持では強い力が加わるとリングが開いてしまい、コイルを支えきる事はできなかった。何しろ高温下では金属の強度は1/10程度に低下して鉛みたいに柔らかくなるので、風圧を支えるのは結構大変なのだ。
  
そこでリングを溶接でつなぐ事により一体化した。これならば1点の支持でもコイルリングは大きくは傾かず、コイルを支持し続ける事ができると考えた。写真はこの構造を採用した試作品。1000℃を超える温度で0.5MPa近い圧力を長時間(トータル1時間程度)加えたものだが、全く変形は見られない。
  
もう一つの大きなコストダウン要素は8シリーズの場合、金属ケースがΦ10.5×Φ8.5になるという事にある。このSUS管には直接Rc1/8を切る事ができる。Rc1/8は最も一般的な接続ネジといえ、様々な市販パーツや配管と簡単に接続でき、低コストでスピーディにシステムを構築しやすい。これら以外にも下記のコストダウン可能な要素がある。
  
 ※リード線引出しを1つの穴からとして、穴加工コストも最低限とした。
  
 ※200v-550w仕様と220v-650w仕様は同じ発熱体としたので量産効果が出る。

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   安価な市販の針ノズル等が使える(Gc1/8)


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   六角部を設けた高級モデル。スパナかけと断熱の役目もはたす。


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   安価な市販の扇型(C型)ノズルも使える。またエアー入口にも市販の豊富な
 フィッティング等が使えるので便利である。

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