では、カーボンファイバー式の石英ヒーターについて話しましょう。
これらがどのように動作するのか、気になったことはありますか？基本的には、導電性のあるカーボンファイバーを高純度の石英管の中に入れるだけです。
多くの人は従来の金属コイルを使っているでしょうが、カーボンファイバーはそれとは異なります。カーボンファイバーは表面積が非常に大きいため、中波から長波の赤外線熱を効率的に放出できます。そのため、より一貫した、より効果的な加熱が可能になります。
適切な熱量の調整
これらの装置を設計する際の目標は、小さなスペースに多くのエネルギーを詰め込むことです。
重要なのは、ワット数と長さの比率です。これによって熱流出が制御されます。高出力の設定を選べば、温度はほぼ即座に上昇します。本当に速いです。
しかし、注意点があります。スイッチを入れた瞬間に発生する大きな電流に対応できる電源を用意してください。また、換気も忘れずに行ってください。ケース内が過度に高温になると、石英管が過熱して割れてしまいます。そんなことにはなりたくありません。
設計のポイント
石英管としては、耐熱衝撃性に優れた融合石英を使用しています。普通のガラスでは壊れてしまいますが、この素材は耐えられます。
内部のカーボンファイバーは、タングステンほど電気抵抗がないため、長い管でも電圧の損失が少なくて済みます。
また、端のキャップも重要です。R7やSk15のコネクタを使用する場合でも、しっかりと固定する必要があります。緩んでいると、 Hot Spotが発生し、端子が壊れてしまいます。
実際の利用例
PETボトルの製造やプラスチックの硬化処理など、様々な場面で使われています。
狭帯域のハロゲンランプと比べると、これらは部品全体に均一に熱を分布させることができます。そのため、反応時間が短くなり、生産ラインの効率が向上します。
ただし、カーボンファイバーは太い金属線よりも繊細なため、機械が激しく振動する場合は、減震装置を取り付けておくと良いでしょう。そうすれば、管が壊れるのを防ぎ、後々のトラブルを避けることができます。