ฮีตเตอร์แท่ง (Cartridge Heater) แตกต่างจาก ฮีตเตอร์เส้น, ฮีตเตอร์ท่อกลม (Tubular Heater) อย่างไร?

ก่อนอื่นขอทำความเข้าใจเรื่องฮีตเตอร์เส้นหรือฮีตเตอร์ท่อกลม (Tubular Heater) ลักษณะของฮีตเตอร์เป็นท่อตรงกลมเป็นเส้นตรงก่อนจะมีการดัดเป็นรูปต่าง ๆ ทำให้เกิดฮีตเตอร์ตัวยู (U Heater), ฮีตเตอร์คอยล์ (Coil Heater), ฮีตเตอร์ครีบ (Finned Heater) เป็นต้น

Cartridgeheater-Tubularheater
รูปแสดงภายในฮีตเตอร์เปรียบระหว่างฮีตเตอร์แท่ง(ด้านบน) กับฮีตเตอร์ท่อกลมหรือฮีตเตอร์เส้น

จากรูปข้างบนจะเห็นรูปเปรียบเทียบระหว่างฮีทเตอร์แท่ง (Cartridge Heater) กับฮีตเตอร์ท่อกลม (Tubular Heater) ซึ่งใช้วัตถุดิบเหมือนกันเกือบทั้งหมด

      วัตถุดิบที่ใช้เหมือนกัน เช่น ท่อสแตนเลส แมกนิเซียมอ๊อกไซด์ ลวดความต้านทาน เป็นต้น
      สายไฟต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ
    • ฮีตเตอร์แท่ง (Cartridge Heater) สายไฟทั้งคู่เข้าที่ปลายของฮีตเตอร์แท่งเพียงข้างเดียวทั้งคู่
    • ฮีตเตอร์ท่อกลมหรือฮีตเตอร์เส้น (Tubular Heater) สายไฟเข้าที่ปลายท่อของฮีตเตอร์เส้นทั้งสองข้าง โดยเข้าที่ปลายท่อข้างละเส้น
      ฮีทเตอร์แท่งมักจะถูกผลิตมาให้เป็นรูปทรงกระบอกตรงเกือบทั้งหมด แทบไม่มีการถูกดัดให้เป็นรูปอื่น มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 6 ถึง 20 มม. งานที่ใช้มักจะเป็นแผ่นเหล็กหนาแล้วเจาะรูทะลุแผ่น แล้วสอดใส่ฮีตเตอร์แท่งเข้าไปในรู หลังเจาะรูควรมีการแต่งผิวรูในของแผ่นเหล็กให้เรียบ (รีม Reaming) เพื่อให้ผิวฮีตเตอร์แท่งติดกับผิวในของแผ่นเหล็กแล้วส่งความร้อนต่อให้กับ "ชิ้นงาน" เป็นไปด้วยความรวดเร็ว จึงทำให้ฮีตเตอร์แท่งที่ความโตเท่ากันและยาวเท่ากันมักจะออกแบบให้วัตต์ได้สูงกว่าฮีทเตอร์ท่อกลมมาก เพราะฮีตเตอร์ท่อกลมมักจะถูกดัดให้เป็นรูปร่างต่าง ๆ กัน ยิ่งดัดหลายที่ (มีหลาย U) ก็จะทำให้ไม่สามารถให้วัตต์สูงได้ และฮีตเตอร์ท่อกลมมักจะถูกยึดเป็นจุด ๆ เข้ากับตู้อบหรือจุ่มในน้ำซึ่งการระบายความร้อนผ่านลมหรือน้ำสู้การระบายความร้อนสู่โลหะไม่ได้ จึงทำให้ฮีตเตอร์ท่อกลมให้วัตต์ได้น้อยกว่า

อย่างไรก็ตามฮีทเตอร์ท่อกลมมีความได้เปรียบตรงที่ความยาวสามารถผลิตได้ความยาวมากกว่าฮีตเตอร์แท่งมาก และสามารถดัดเป็นรูปร่างต่างๆ ได้ง่าย และสามารถต่อประกอบกันเป็นฮีตเตอร์หลายเส้นโดยกินเนื้อที่ไม่มาก โดยรวมในเตาอบจึงใช้ฮีตเตอร์ท่อกลม หรือฮีตเตอร์เปลือย แล้วได้วัตต์หรือความร้อนมากกว่าฮีตเตอร์แท่งที่ผลิตได้ไม่ยาวเท่า เพราะข้อจำกัดของเครื่องรีดนั่นเอง

สาระความรู้เกี่ยวกับ ฮีตเตอร์แท่ง (Cartridge Heater)

thermocouple-home

ฮีตเตอร์ (Heater) เทอร์โมคัปเปิ้ล (thermocouple) RTD Pt100

ฮีตเตอร์คืออะไร?
ฮีตเตอร์คืออุปกรณืที่ทำให้เกิดความร้อน หรือ เครื่องที่กำเนิดความร้อน เพื่อผลิตหรือแปรรูปสินค้าในกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรม หรือในงานเกษตรกรรม เช่น ฮีตเตอร์ ใช้เพิ่มอุณภูมิให้สูงขึ้นในกระบวนการผลิตอาหารอ (บะหมี่กึ่งสำเร็จรูป)การฉีดขึ้นรูปพลาสติก


ex-heater

ฮีตเตอร์แท่ง (Cartridge Heater) แตกต่างจาก ฮีตเตอร์เส้น, ฮีตเตอร์ท่อกลม (Tubular Heater) อย่างไร?

ก่อนอื่นขอทำความเข้าใจเรื่องฮีตเตอร์เส้นหรือฮีตเตอร์กลม (Tubular Heater) ว่าเป็นฮีตเตอร์เป็นท่อตรงกลมเป็นเส้นตรงก่อนจะมีการดัดเป็นรูปต่าง ๆ ทำให้เกิดฮีตเตอร์ตัวยู (U Heater) ฮีตเตอร์คอยล์ (Coil Heater) ฮีตเตอร์ครีบ (Finned Heater) อย่างไรก็ตามฮีตเตอร์ท่อกลมมีความได้เปรียบตรงที่ความยาวสามารถผลิตได้ความยาวมากกว่าฮีตเตอร์แท่งมาก และสามารถดัดเป็นรูปร่างต่างๆ ได้ง่าย


round-cartridge-thermal

ฮีตเตอร์แท่งแบบพิเศษ

1. ฮีตเตอร์แท่งที่มีส่วนที่เย็น 1 ส่วน หรือมากกว่า บางการใช้งานอีตเตอร์แท่งไม่ต้องการความร้อนตลอดแท่ง สามารถสั่งทำได้ เพียงแต่ระบุว่าส่วนไหนไม่ต้องการพันลวด
   2. การกระจายความร้อนสม่ำเสมอทั้งตัว ตรงกลางฮีตเตอร์แท่งที่มีการพันลวดที่เท่ากันตลอด จะร้อนกว่าตอนปลายท่อทั้งสอง


Cartridgeheater

ทำไมฮีตเตอร์ที่เก็บไว้นานถึงระเบิดหรือช็อตง่าย?

ฮีตเตอร์แท่งและฮีตเตอร์เกือบทุกชนิด (ดูโครงสร้างของฮีตเตอร์แท่งหรือคาร์ทริดจ์ฮีตเตอร์เป็นตัวอย่าง) จะประกอบด้วยลวดความต้านทาน (ลวดฮีตเตอร์หรือลวดนิโครม) แมกนิเซียมออกไซด์และท่อโลหะ ข้อสำคัญในกระบวนการผลิตลวดและท่อโลหะจะถูกทำความสะอาด เพื่อไม่ให้เหลือเศษผงหรือน้ำมันหรือสิ่งสกปรกอื่น ๆ เหลือค้างอยู่ภายในท่อ


ex-sheath-cartridge

ฮีตเตอร์แยก (Split-Sheath Cartridge Heaters)

ฮีตเตอร์แท่งสามารถออกแบบให้แยกก้น (ด้านที่มีสายไฟฟ้า) ออกจากกันได้ เรียกง่ายๆว่าฮีทเตอร์แยก ฮีตเตอร์ธรรมดาเมื่อใส่ในรูใหม่กว่า ตัวฮีตเตอร์แท่งจะถ่ายเทความร้อนไม่ได้ดี มีอายุการใช้งานที่สั้น ส่วนฮีตเตอร์แท่งแบบแยก (Split-Sheath Cartridge Heaters) จะถ่ายเทความร้อนได้แม่พิมพ์ได้ดีกว่า และมีอายุการใช้งานที่ยืนยาว


Hi-DensityCartridgeHeaters

ฮีตเตอร์แท่งแบบ High Density

เป็นคาร์ทริดจ์ฮีตเตอร์ที่ทำอุณหภูมิได้สูง มีค่า Specific load สูง ประกอบด้วยท่อสเตนเลส, แกนพันขดลวดทำจากแมกนีเซียมอ๊อกไซด์อัดขึ้นรูปเป็นแท่ง, ขดลวดความร้อน ถูกกั้นด้วยฉนวนแมกนีเซียมอ๊อกไซด์ MgO ดแน่นอยู่รอบนอกอีกที, ฮีทเตอร์กับตัวปลอกวางห่างกันเล็กน้อย ช่วยให้การส่งผ่านความร้อนทำได้ดี และยังช่วยให้อายุการใช้งานของฮีทเตอร์ยาวนาน


Low-DensityCartridgeHeaters

ฮีตเตอร์แท่งแบบ Low Density

ฮีตเตอร์แท่ง (Cartridge Heater) แบบ Low Density (L) (ความร้อนปานกลาง) เป็นคาร์ทริดจ์ฮีทเตอร์ที่มีค่า Specific load ต่ำกว่ารุ่น High Density (H) ตัวฮีทเตอร์ประกอบด้วย ขดลวดความร้อนพันอยู่บนแกน ทนความร้อนสูง ซึ่งประกอบด้วย ลวดตัวนำไฟฟ้าต่อกับลวดนิโครมของลวดฮีตเตอร์ เป็นลวดทำความร้อน มีความต้านทาน มีหลักการพื้นฐานคือเมื่อมีกระแสไหลผ่านลวดตัวนำ ที่มีค่าความต้านทานสูง