では、カーボンファイバー式の赤外線ヒーターについて話しましょう。
基本的な仕組みとしては、カーボンファイバーのフィラメントを石英管に包み込み、それを使って短波長の赤外線を放つのです。
もし従来の金属コイルを使ったことがあるなら、その仕組みはわかるでしょう。しかしカーボンは違います。大量の赤外線を放出するために、そんなに高い温度になる必要はありません。これが大きな利点です。加熱要素が溶けてしまう心配もなく、より多くのエネルギーを加工対象物に与えることができます。
適切な出力の設定
私たちは「一律の規格」を採用しません。機械が既に使用している電源の出力に合わせて、ワット数や電圧を調整します。
もし高電圧の設定（230Vや400Vなど）を選べば、消費電流が減少します。これは良いことです。そうすれば、より細い配線や小さなコンタクターを使用できます。一方、高ワット数のヒーターを使いたい場合は、より強烈な熱が得られます。
ただし、このような強烈な熱は石英ガラスに大きな負担をかけます。冷却ファンが正常に機能しなければ、ヒーターの端が早く壊れてしまいます。
構造と取り付け
石英管は単に見栄えのためだけのものではありません。カーボンが酸化するのを防ぐ役割もあります。また、熱のスペクトルを変えたり、化学薬品が飛び散る環境で使用する場合には、特別なコーティングも用意しています。
接続方法については、R7sやSk15といった標準的な規格を使用します。これらは簡単で、ほとんどの工業用オーブンに直接取り付けられます。そのため、メンテナンス時にもヒーター全体を分解する必要がなく、時間を節約できます。
実際の効果
これらのヒーターは高速な加熱が可能です。PETの成形やプラスチックの溶接、乾燥処理などを行う際には、すぐに熱を供給できることが重要です。カーボンを使えば、瞬時に加熱できるため、処理時間が短縮されます。
また、カーボンは金属よりも効率的なため、オーブンの全体的な温度を下げても、同じ効果が得られます。
ただし、注意点として、カーボンファイバーはもろいです。ニクロムとは異なり、乱暴に扱ったり、機械が過度に振動したりすると、ファイバーが破損してしまいます。丁寧に扱えば、十分に信頼できる性能を発揮してくれます。