日本ヒーター株式会社 ＦＡＱ 良くある質問集

ヒーターに関する質問集　Frequently asked questions

ＦＡＱ１　シーズヒーターとはなんですか？

ＦＡＱ２　裸のニクロム線ヒーターとシーズヒーターの違いは？

ＦＡＱ３　ワット密度とは何ですか？

ＦＡＱ４　ヒーターの絶縁が低下してしまいました。対策は？

ＦＡＱ５　ヒーターの寿命とは何ですか？

ＦＡＱ６　シーズヒーターは振動に強いの？

ＦＡＱ７　熱計算（ヒーター電力の計算）の方法を教えてください。

ＦＡＱ８　ヒーターの空焼きとはなんですか

ＦＡＱ９　許容ワット密度とはなんですか？

ＦＡＱ１０　気体の加熱温度で数十度の誤差が出て困っています。

ＦＡＱ１１　ステンレス製のヒーターが腐食してしまいました

ＦＡＱ１２　ヒーターエレメントの材質はどのように選定しますか

ＦＡＱ１３　シーズヒーターで何度まで加熱できますか？

ＦＡＱ１４　「防爆」とはなんですか

Ａ１：ニクロム線を金属製のさや（シース）で被った加熱エレメントです。シーズヒーターの構造は非常に簡単です。

シーズヒーターとは

英語ではsheathed heater（シーズドヒーター※）といい、ニクロム線が金属パイプで包まれた構造になっています。

ニクロム線は絶縁粉末によりヒーターパイプから絶縁されています。

ヒーターの構造は右図のようになっており、とても単純なものです。

※日本ヒーターでは一般に「シーズヒーター」、ヒーターパイプは「シースパイプ」と呼んでいます。
名詞sheathは「さや（鞘）」「保護被覆」を意味します。

シーズヒーターの主な構成要素

ヒーター（シース）パイプ ニクロム線（発熱線） 絶縁粉末（マグネシア：MgO） ヒーター端子（ネジ金具） 口元絶縁 製造も一見簡単に見えますが、たいへん難しい部分もあります。日本ヒーターでは、常に新しい技術と製法で安定供給しています。

特　長

• 金属製のパイプで覆ったことにより、発熱体の表面が電気的に絶縁され被加熱物に合わせて任意の形状に曲げることもできます。
• また、むき出しのニクロム線では不可能な加熱（溶液に直接ヒーターを突っ込んで加熱したり、保温をしたりすること）ができます。

☆電気ヒーターによる加熱方法や用途については、「電気ヒーターを使うヒント」をご参照下さい。

Ａ２：裸のニクロム線ヒーターは簡単に作れて単価の安い特徴があります。

一方で、感電・火災・短寿命・取付場所を選ぶ・・・等々危険が一杯です。

シーズヒーターについては上記Ｑ１をご参照下さい。

Ａ３：単位表面あたりの電力すなわち、そのヒーターの電力[W]をヒーター表面積[cm²]で除した値です。

単位は［W/cm²］で表します。

ワット密度はヒーターの寿命に関係します。

ワット密度が大きくなると表面温度は高くなり、ヒーターの寿命は短くなります。

☆技術資料：ヒーターの寿命と効率参照

1. 許容ワット密度（Ｑ９）は暖める物質（被加熱物）によって異なります。
2. 一般的に熱を伝えやすい物質には高いワット密度を設定することができます。
3. 水用ヒーターではワット密度＝8.5［W/cm²］という高ワット密度で設計することもありますが、低いワット密度で長寿命なヒーターのご利用をお薦めします。（ヒーターのサイズが大きくなり割高となります。）

Ａ４：防止策と安全対策があります。

●一般的な防止策

1. 使用前のヒーター保管場所は、屋内で吸湿しない場所におくこと。（吸湿防止）
2. ヒーターは長時間使用しないまま放置しないこと。（吸湿防止）
3. 取り付け時には端子部を汚さないように注意すること。（不純物の混入防止）
   シール剤の破片や液体の付着があったら乾いた布で拭き取るようにする。
4. リード線の結線は十分なトルクで締めつける。
   端子部の緩みがあると接触抵抗熱により端子が高温となり、絶縁が低下するため、緩み止めとして二重ナット（ロックナット）とすることが望ましい。
5. リード線は耐熱性のあるもので、所定の太さのものを使用すること。（リード線のコンパウンドが溶けて端子に付着すると絶縁が低下することがある）

●安全対策（コストのかかる対策）の例

1. 万全な対策は基礎絶縁だけでなく、２重絶縁構造にすることをお薦めします。
2. 各ヒーター負荷を複巻電源変圧器を介して単独とすれば万全ですが、ヒーター（エレメント）以上に費用がかかります。

日本ヒーターから出荷をする際、出荷検査により絶縁抵抗10MΩ以上を保証していますが、お客様における保管や取り扱い状況によって絶縁抵抗が下がる場合があります。

ヒーターの絶縁抵抗改善方法については、使用状況にもよりますので別途お問い合わせください。なお、空焼き（Ｑ８参照）による絶縁破壊は修復不可能です。

どのような動物は、タイガに住んでいて、そこに適応？

Ａ５：一言でいえばヒーターの寿命は、ヒーターが断線・短絡・地絡により発熱体としての機能を果たさなくなるまでの期間（時間）です。

ヒーターの断線・短絡・地絡の原因は下記のものが考えられます。

1. 直接の原因として内部に起因する寿命（ヒーター内部）
2. それを誘発する外部の原因による寿命（ヒーター外部）

１．ヒーター内部（原因）

1. シースパイプが腐蝕により部分的に肉が薄くなり、穴があく。（接液材料とパイプ材質の相関）
2. ニクロム線が酸化や通電による劣化により、線径が細くなりその部分で断線する。（長時間使用）
3. マグネシア（ＭｇＯ）絶縁粉末が高温により絶縁破壊する。（ワット密度選定の誤り）
4. 異常な高温によりニクロム線からクロムが析出し、マグネシアに混入すると断線または絶縁不良となる（黒化現象：異常高温使用による）。

２．ヒーター外部

1. 流体用のヒーターで、流体の供給が途切れたまま加熱を続けた場合（空焼きと言っています：Ｑ８参照）。
   ヒーターエレメントが直接視認できない場合、客先では原因がわからず、ヒーターが回収されることもありますが、ヒーターの表面を見れば一目瞭然です。
2. 流体の中に腐蝕性の物質が混入する。（シーズパイプにピンホールができ流体が侵入して絶縁低下）
3. ヒーターから加熱流体（被加熱物）への熱伝達が疎外され、ヒーターが高温度になる。
   たとえばヒーター表面に汚れやごみが付着、あるいはヒーターの取り付けピッチを狭くとりすぎた場合（取付ミス）など。
   ヒーターに付着した汚れは常時除去する必要があります。
4. 雰囲気が異常に高温・高湿度になったり、塵芥の多い場所での使用。
5. 空気加熱用ヒーターで送風機付の場合、使用中止時ヒーターと送風機を同時に切る構造の場合。
   ヒーターは余熱があるので、インターロック回路によりしばらくは送風を続けなければならない。

注記

1. 半永久的な寿命を持つヒーターも製作可能ですが、被加熱物によってはコストがかかりすぎます。
2. ヒーターは消耗品であると考えて、ある程度の寿命を確保し定期的に交換する設計が望ましいと思います。（取り外しが可能な取付方法を採用すること）
3. 現実問題としてヒーターの保証期間は１年間と決めていますが、低温度の液体用ヒーターではほとんど断線はありません。

ヒーターの寿命を延ばすための対策

1. ヒーターのワット密度、曲げ加工、被加熱物の物理化学的性質や設置場所の雰囲気など、考慮すべき問題は数多くあります。
2. ヒーターの材質・形状からヒーターの寿命を延ばす方法を考えてみました。
1. 発熱線を太くする。
2. シーズヒーターのパイプを太くする（例：OD９mmをOD１２mmに変更する）
3. パイプの肉厚を厚くする
   ただし、耐食性をあまり考慮しなくてもよい場合は薄肉の方が熱伝導の効率が高くベターである。
4. パイプの材質を変える（例：SUS304をSUS316Lに変更する）
5. パイプは継目無し材を使用する（例：SUS316LTP-AをSUS316LTP-SCに変更する）
6. 端子ネジ（スタッド）を太くする
7. 非発熱部を長くする
   仕様上ヒーター長さ一定の制約があるときは、非発熱部を短くすることにより、発熱部の面積が増えワット密度は小さくすることができる。
8. パイプの曲げ径を緩やかにする
9. ヒーターの表面処理を適切に行う（ヒーター表面をバフ研磨・電解研磨するなど）

☆技術資料：ヒーターの寿命と効率参照

Ａ６：超音波発振器付きの洗浄機にとりつけるヒーターは、耐振性が強く要求されます。

日本ヒーターでは耐振性を考慮し、下記の対策を施しています。

1. マグネシアの充填密度を上げる
1. スウェージングマシンとロールミルによるヒーターの減径率を高める
2. Ｕ字型ヒーターの場合、Ｕ字部分の曲げ加工により若干の伸びが生じマグネシアの充填密度が低下します。このため、再度このＵ字部分をプレス加工で圧縮し、耐振性を高めています。
2. 洗浄機への取付位置
1. 取付位置により振動効果が異なります。発振子とヒーターの取付位置には工夫が必要です。（詳しくは日本ヒーターにお問い合わせ下さい。）
3. ヒーターの取り付けには下記の点について十分な注意が必要です。
1. リード線の取り付は、ゆとりをもたせること。端子に荷重がかからないようにしてください。
   発振子の振動にリード線が共振し、ヒーター端子部分のロックナットが緩んでリード線とヒーター端子の接触が悪くなり、アーク発熱により端子を焼損した事例があります。
   アーク発熱は溶接機に応用されるように高温になります。
2. ヒーターは熱により伸び縮みがあります。ヒーターを２箇所以上で固定すると、伸びのある部分で共振することがあります。

Ｑ７ａ：家庭用の風呂（２００リットル、水温０℃）を２時間で４０℃に沸かすには何kWのヒーターが必要ですか？

Ａ７ａ：効率を９０％として、５kWのヒーターが必要です。

Ｑ７ｂ：石油缶一杯（１７リットル）の水温１０℃の水を３０分で８０℃にするには何kWのヒーターが必要ですか？

Ａ７ｂ：効率を９０％として、３kWのヒーターが必要です。

解説

• 阪神大震災の際、１kWの水用ヒーターの問い合わせが多く入ったことがあります。家庭のガス風呂用のガスが来ないため、いち早く復旧した電気を使って風呂を沸かそうというものでした。
• ２００リットルの浴槽の場合、水温to＝０℃として快適な温度t＝４０℃程度のお湯にするには、その差Δ＝４０℃（t−to）の温度上昇をさせる必要があります。
• ２００リットルの水では５kWのヒーターで２時間必要で、１kWだと１０時間もかかってしまいます。（以下の例１を参照）
  水温が２０℃あったとしても５時間必要です。放熱も考えると、実用的ではありません。
• 用途にあったヒーターを選ぶ、これが大切なことです。
  電力、形状、材質など電気ヒーターのことで迷ったらぜひ、日本ヒーターへお問い合わせください。
• 次にヒーター電力の早見表を示します。この表は１時間である温度上昇をするためのヒーター電力を示しています。

ここでは計算式を使わず、数表を用いています。

熱計算の詳細については、技術資料のページをご覧ください。

例１：Ｑ７a　２００リットルのお風呂の問題

• 加熱する水の量２００Ｌ（リットル）の列と、温度上昇Δｔ＝４０℃の行が交わるところをみます。ヒーター電力は10.0kW必要であることがわかります。
• ２時間では半分の５kWが必要です。

例２：Ｑ７b　石油缶１７リットルの水の問題

• 加熱する水の量１７Ｌ（リットル）の列と、上昇温度差Δｔ＝t−to＝80-10＝70℃の行が交わるところから、ヒーター電力は1.5kW必要です。
  但し、これは一時間での加熱を計算しています。
• ３０分ですからこの２倍の電力が必要となり、３kWのヒーターが必要です。

Δt	加熱する水の量[L]（リットル）
	5L	10L	17L	20L	30L	40L	50L	100L	150L	200L	500L
℃	必要なヒーター電力(効率は９０％として計算）
5	35W	70W	110W	130W	190W	250W	320W	640W	950W	1.3kW	3.2kW
10	64W	130W	220W	250W	380W	500W	640W	1.3kW	1.9kW	2.5kW	6.4kW
15	95W	200W	330W	380W	570W	760W	950W	2.0kW	2.9kW	3.8kW	9.5kW
20	130W	250W	430W	500W	760W	1.0kW	1.3kW	2.5kW	3.8kW	5.0kW	13kW
25	160W	320W	540W	640W	950W	1.0kW	1.6kW	3.2kW	4.8kW	6.4kW	16kW
30	190W	380W	650W	760W	1.2kW	1.3kW	1.9kW	3.8kW	5.7kW	7.6kW	19kW
35	220W	450W	750W	900W	1.4kW	1.5kW	2.3kW	4.5kW	6.7kW	9.0kW	22kW
40	260W	500W	870W	1.0kW	1.5kW	1.8kW	2.6kW	5.0kW	7.6kW	10kW	25kW
45	300W	570W	970W	1.2kW	1.7kW	2.0kW	2.9kW	5.7kW	8.6kW	12kW	29kW
50	320W	640W	1.1kW	1.3kW	1.9kW	2.3kW	3.2kW	6.4kW	9.5kW	13kW	32kW
55	350W	700W	1.2kW	1.4kW	2.1kW	2.5kW	3.5kW	7.0kW	10.5kW	14kW	35kW
60	380W	760W	1.3kW	1 .5kW	2.3kW	2. 天秤座に見えるは、今年の何時ですか？ 8kW	3.8kW	7.6kW	11kW	15kW	38kW
65	410W	830W	1.4kW	1.7kW	2.5kW	3.0kW	4.2kW	8.3kW	12kW	17kW	41kW
70	450W	890W	1.5kW	1.8kW	2.7kW	3.3kW	4.5kW	8.9kW	13kW	18kW	45kW
75	480W	950W	1.6kW	1.9kW	2.9kW	3.8kW	4.8kW	9.5kW	14kW	19kW	48kW
80	500W	1.0kW	1.7kW	2.0kW	3.0kW	4.0kW	5.0kW	10kW	15kW	20kW	50kW
85	540W	1.1kW	1.8kW	2.2kW	3.2kW	4.3kW	5.4kW	11kW	16kW	22kW	54kW
90	570W	1.2kW	1.9kW	2.3kW	3.4kW	4.6kW	5.8kW	12kW	17kW	23kW	57kW

温度差Δt＝t−to

ヒーターの電力は、放熱を考慮しないと所定の温度まであがらない、といった事態に陥ります。下記の三項目を検討の上、その合計からヒーターの電力を決定します。

• 加熱物（例えば水）自体の熱容量
• ケーシングや水面からの放熱量
• その他に考えられる放熱量
• 保温断熱をしていない
• フタをしていない（風呂など）
• 室温が変化する
• 屋外に設置する
• 加熱物の流速
• ケーシングの底部が直接コンクリート床に面接触している（設置条件）
• 屋外で風が強い

場合によっては大幅に放熱分などを補うことが必要な場合もあります。

資料のページ

• 熱計算　：電力の計算方法
• 加熱電力早見表　：ヒーター電力の早見表

Ａ８：何らかの理由により、ヒーターから加熱する物質（被加熱物）に熱が十分に伝わらず、ヒーターが異常高温になってしまう状態を言います。

ヒーターの寿命が短くなり、場合によってはヒーターが焼損（絶縁不良・断線）し大変危険です。

1. ヒーターの許容ワット密度は加熱する物質（被加熱物）の熱の伝わりやすさにより異なります。
2. 熱を伝えにくい物質中で高いワット密度のヒーターを使用すると、ヒーターが高温になって損傷（絶縁不良・断線）することがあります。
3. 場合によっては異常高温による火災の発生も考えられ、大変危険です。
4. 以下にヒーターの空焼きといわれる具体的な例をまとめてみました。
5. このような状態でヒーターに通電をし続けることを「空焼き」と言っています。

注　意

1. 加熱する物質が低沸点・高温で不安定、あるいは揮発性が高いといった条件によっては、上記のヒーター表面温度をモニタする過昇防止機構を使用できないことがあります。
2. 空焼き発生から温度センサーが感知し、防止機構が働くまでに時間がかかることがあります。その間に設定温度を超してしまわないよう考慮する必要があります。
3. 空焼き防止はヒーター寿命を長くすることだけが目的ではなく、火災発生など重大な災害を防ぐためにあります。
4. 空焼き（対応）設計でないヒーターを空焼きにした場合、断線・絶縁不良で使用不能になることがあります。この場合新品と交換する必要があります。

空焼きヒーターとは？

• 紛らわしい表現でこの表現は推奨できませんが、空気加熱用のヒーターを空焼きヒーターと呼ぶことがあります。
• 空気は断熱材として使われるように、熱を伝えにくい性質をもっています。自然対流で空気を加熱する場合などでは、ヒーターエレメントのワット密度はもちろん、ヒーター材料・電線・部品などの耐熱材質、および二重絶縁構造の採用など、あらゆる条件を考慮した上で「空焼き状態（通常よりも高い温度）」で使用することを意味します。
• メンテナンスが不可能で断線・絶縁不良は避けたい場合など、特殊な用途でヒーターをお使いの場合は詳細な仕様を日本ヒーターにお問い合わせください。

気体加熱の場合

装置の構造上、送風される機構であるのに送風されないままヒーターに通電されていたり、ヒーターと同時に送風機が止まってしまう場合。

＜防止対策＞

1. 送風機とヒーターの制御器で送風機が稼動しないとヒーターが通電しない構造（ヒーター単独通電防止）とする。＝インターロック
2. ヒーターエレメント表面にセンサーを取り付け、温度設定接点（ヒーター本体または制御盤内）を設ける。ヒーター保護温度でヒーター通電を中止する構造とする。

液体加熱の場合

加熱容器の液レベルが低下したり、密閉容器で空気抜きを怠ったり、ポンプで液体と同時に空気が送りこまれたりすることにより、ヒーター有効加熱部が空気中に露出している場合。

日本ヒーターでは、液体加熱用に設計されたヒーターには「空焼き厳禁」などと表示して注意を促しています。

＜防止対策＞

1. フロートスイッチ等を設け、設定水位より低い場合通電しない構造とする。
2. ヒーターエレメント表面にセンサーを取り付け、温度設定接点（ヒーター本体または制御盤内）を設ける。ヒーター保護温度でヒーター通電を中止する構造とする。

金属加熱の場合

ヒーターが加熱する金属とうまくかみ合わず（線接触や部分接触など）、ヒーターとの隙間（空気層）が多い場合。

＜防止対策＞

1. 面・穴加工を精密な設計仕様に基づいた構造とする。隙間がどうしても残ったときは熱伝セメントで埋める。
2. 熱歪みが考えられるものは、サポートを十分に施工する構造とする。
3. ヒーターエレメント表面、または最も近い部分に温度センサーを取付け、温度設定接点（ヒーター本体または制御盤内）を設ける。ヒーター保護温度でヒーター通電を中止する構造とする。

Ａ９：ヒーターの構造、材質から上限とされるワット密度と考えられますが、それ以外に加熱する物質（被加熱物）により、加熱すると相変化や化学変化を起こす場合があります。

粘性や汚れの着きやすさ、引火性なども考慮し、ヒーター表面温度をある値以上にしないようなワット密度を許容ワット密度として規定しています。

スペースシャトルのどの部分が再使用されていません？

• ワット密度は電力密度とも言われ、単位表面積あたりの電力［Ｗ］で表される表面負荷の度合いです。
• ワット密度が大きくなれば、ヒーターは表面温度が高くなりヒーターの寿命が短くなります。
• 被加熱物の伝導・対流による熱交換の効率が高ければワット密度は高くとることができますが、粘性が強く汚れが着きやすい場合、あるいは加熱によって変質・分解・溶解が起こる場合はワット密度を低く設定します。
• このように被加熱物や用途に合わせたワット密度の上限値を許容ワット密度といいます。用途によって数値に幅がありますが、おおまかにまとめたものが次の表です。

液体加熱における許容ワット密度

液体加熱における
ヒーターの許容ワット密度［Ｗ／cm²］

被加熱物の種類	加熱温度	推奨ワット密度	許容ワット密度
水道水	100	5.0	9.0
純水	50	4.0	5.0
アルカリ溶液	100	2.5	3.5
酸溶液	80	2.5	4.0
アンモニア溶液	30	3.0	4.0
メッキ溶液	80	3.5	4.5
Ｃ重油	80	3.5	4.0
機械油	100	3.0	3.5
鉱物油	200	3.0	4.0
トリクレン	86.9	3.0	4.0
エタン	74.1	3.0	4.5
フロン	47.5	2.5	3.0
糖液	70	1.0	1.5
海水	60	2.0	3.0
タービン油	40	1.5	2.5
熱媒体油	250	1.0	2.5
植物油	200	2.5	3.5

• 液体加熱の場合、推奨ワット密度であっても液体の性質を変えることもあります。

気体加熱における許容ワット密度

気体加熱における
ヒーターの許容ワット密度［Ｗ／cm²］

被加熱物の種類	加熱温度	推奨ワット密度	許容ワット密度
空気	100	2.5	3.0
空気	200	2.0	2.5
空気	300	1.5	2.0
空気	400	1.0	1.5
空気	500	0.5	1.0
窒素ガス	200	2.5	3.0
窒素ガス	300	2.0	2.5
窒素ガス	400	1.5	2.0
オゾン	400	0.5	1.5

• 気体加熱の場合、流速によってはワット密度を変更する必要があることもあります。
• 表以外の気体についても加熱の実績がありますので、日本ヒーター技術部へお問い合わせ下さい。

金属加熱における許容ワット密度

金属加熱における
ヒーターの許容ワット密度［Ｗ／cm²］

被加熱物の種類	加熱温度	推奨ワット密度	許容ワット密度
熱板：Ｆ・Ｉ	100	9.0	10
熱板：Ｆ・Ｉ	200	8.5	10
熱板：Ｆ・Ｉ	300	7.0	10
熱板：Ｆ・Ｉ	400	6.5	9.0
熱板：Ｆ・Ｉ	500	5.5	8.0
熱板：Ｓ・Ｖ	200	3.0	4.0
熱板：Ｓ・Ｖ	300	2.5	3.0
熱板：Ｓ・Ｖ	400	2.0	3.0
配管：Ｒ	300	0.5	1. 5

• 熱板Ｆ・Ｉは、熱板用のカートリッジヒーターのワット密度
• Ｓはスペースヒーター
• Ｖはバンドヒーター
• 配管：Ｒはロールマイクロヒーター

Ａ１０：空気やガス類はそれ自体の熱容量が小さいため、液体に比べ温度制御が困難です。

• 公称プラスマイナス３度Ｃのサーモスタットを使っていても、条件によっては数十度の誤差が生ずることも珍しくありません。
• 温度コントロールの精度を上げるには

1. ヒーターの回路構成や配置を最適化する
2. センサーの感熱部分の熱容量を極力小さくする
3. センサーの感熱部分の設置場所を制御目的に沿うように設置する
4. さらに精度を上げるには、感熱部やヒーター自体の応答性（時間遅れ）をあらかじめ補正できる機能（たとえばＰＩＤ）をもった制御を行う必要があります。

温度調節におけるヒント

価格と精度と便利さのかねあいで温度調節は決まります。
以下にヒーターエレメントと温度調節（温調）機器の組み合わせについてまとめました。

詳しくは、日本ヒーターへお問い合わせください。

1. ヒーターをベースヒーター［ＢＡ−Ｈ］とコントロールヒーター［ＣＯ−Ｈ］の回路に分ける
2. 大電力（１０kW以上）のヒーターは２回路以上に分ける

• 個々のヒーター電力を小さくすることで、発熱線や端子をコンパクトにまとめます。
• 回路を分けることにより接続部分の電流が分散され、端子部分の接触抵抗熱が減少します。
• 外部電線を必要以上に太くする必要がなく、配線の取り廻しが楽になります。

ヒーターエレメントは同形状で同電力のものを使用する

• 平均に負荷がかかり、均一な発熱により温度コントロールもスムーズになります。

予備のヒーターを用意しておく。

• ヒーターは消耗品であり、予備のヒーターを持っていればいざというときあわてずにすむ。但し、保管条件（特に湿度）には十分ご注意を。
• 大型ヒーターの場合、あらかじめ予備のエレメントを組み込んでおくと、結線を替えれば加熱物の増加、急速加熱の必要性、予熱時間の短縮、ヒーターの損傷などに即応できます。

目的や用途に応じ最適な温度調節機器を選択する

1. 単相（小電力）の場合２本のエレメントを直列・並列と結線を替えて電力を１／４、１／２にしたり、スライダック（スライド式電圧調整器）で電圧を落として電力を調整する。
2. ３相の場合はデルタ結線のヒーターをスター結線に替えることで電力を１／３にすることができます。デルタ結線で短時間に所定温度に達したら、スター結線に替えて熱均衡を保つようにすれば温度調節設備が簡略化できます。
3. あるいは回路数を増やして多段温度調節（ステップコントロール）をしてください。 ただし、スター結線で設計されたヒーターをデルタ結線に替えるとヒーター電力は３倍になり、ヒーターが損傷する危険があります。
4. 精度を要さない温度調節にはＯＮ−ＯＦＦ制御を推奨します。
   この際、［ＢＡ−Ｈ］［ＣＯ−Ｈ］の組み合わせが最適です。
5. サーモスタットを使わずに、タイマー２個の時間設定で無段階にＯＮ−ＯＦＦ制御することもできます。
6. 精度を要する場合は電子回路の組み合わせによるＰＩＤ（比例・積分・微分）制御方式をおすすめします。
   温調機器も取り揃えていますので、詳しくは日本ヒーターへお問い合わせください。
7. センサー（感熱部）の種類、形状、ヒーターとの位置関係により、コントロールがスムーズに行かないことがあります。
8. 熱電対使用のばあい、極性（＋・−）に注意して下さい。また、ゼロ接点の補正が正しいか、補償導線が適性か、再確認をしてください。

☆「温度調節機器・温度センサー取扱上の注意事項」もご参照下さい。

電源電圧を確認する

• 電源電圧２００Ｖのヒーターを購入したが、実際は２２０Ｖあった。ということはよくありますが、ヒーター電力は電圧の２乗できいてくるので２１％も上昇してしまいます。
• 気が付かずに使用し続けると、しばしば温度調節回路が働きヒーターに過負荷がかかることになって寿命を落とします。
• 電源電圧に合ったヒーターを使うとコントロールがスムーズです。

ヒーターエレメントの配置を最適化

• センサーの近くは温度が正確でも、炉内や槽内全体では温度がばらついてしまうことがあります。
• ［ＢＡ−Ｈ］と［ＣＯ−Ｈ］をそれぞれ熱むらのでないように配置することが必要です。

1. ヒーターの位置は低く、広く
2. 扉や取り出し口付近はヒーターエレメントの本数を多く
3. 中央部などの熱の集中部分は本数を少なく
4. 気体加熱の場合エレメントにフィンを巻き付け放熱効率をあげる
   例えば：エロフィンヒーターの利用を検討する

温度調節の負担を軽くする（省エネ設計）

1. タイマーの連動により予備加熱時間を設定する
2. 保温材を厚くする
3. ふたや前室を設置する
4. 排熱を利用する

その他の注意点：温度過昇防止装置

• 温度調節をしているから設定温度以上には上がらないだろう・・・。しかし、予測できないできごとで、ヒーターを損傷したり最悪の場合容器が爆発・発火したりします。
• 万一温度調節器が作動しなかったり、誤って温度設定をしたまま運転したり、センサーの回路に異常が発生したり、
• 送風機や攪拌機などでは、それらがなんらかの理由で停止したり、被加熱物を入れ忘れたり（空焼き）、
• 液体加熱の場合事故で液体が漏出・蒸発したり、被加熱物流出口のバルブが閉まったり・・・。

安全対策（推奨）

●手動復帰型の過昇防止装置をぜひ取り付けてください。

●温度フューズ、圧力スイッチ、水位スイッチ、風速スイッチなども必要に応じて併用し、冗長設計を行ってください。

☆「温度調節のヒント」もご参照下さい。

Ａ１１：いかにステンレス（錆びない）とはいえ、接触する物質と環境によりステンレスも腐食されます

ヒーターにおける腐食については、以下の資料をご参照ください。

ステンレスの腐食

ステンレスの腐食　目次

1. 全面腐食
2. 局部腐食
1. 孔食腐食
2. 粒界腐食
3. 応力腐食
4. 間隙腐食
3. 腐食疲労
4. 高温酸化

Ａ．全面腐食

• ステンレスの表面が腐食環境と接触し、その接触面が全面に渡って腐食される現象です。
• ヒーターに限らず、腐食環境（雰囲気）に適した材料を選定することが大切です。
• 溶接する場合には溶接棒の材質にも注意する必要があります。
• 硝酸のような強酸化性液に対してはＳＵＳ３０４タイプや、場合によってはフェライト系ステンレスが使用されることもあります。
• 希硫酸や硝酸のような非酸化性または還元性の酸に対しては、Ｎｉの含有量を増加しＭｏやＣｕを添加したＳＵＳ３１６タイプが使用されます。

Ｂ．局部腐食

• ステンレスの腐食形態の中で最も多いのが局部腐食です。
• この腐食は、ステンレス表面の酸化皮膜が局部的に破壊されて腐食が進行するもので、ときには腐食が貫通して全体が使用不能に陥ることもあります。
• 局部腐食には次の４つの腐食形態があります。

1. 孔食腐食

• ステンレスの表面が腐食環境と接触し、表面が局部的に侵され点ないし孔状に腐食される現象です。他の部分はほとんど腐食されないのが通例です。
• これは、ステンレス表面の耐食性を有する不働態被膜が不完全なためにおこります。
• このような場合は、製造工程において（加工後）完全な熱処理を施してひずみや析出物などの影響を除去する必要があります。母材表面を清浄に保つことも重要です。
• また、Ｍｏ含有量の高いオーステナイト系ステンレスを使用することもあります。

粒界腐食

• オーステナイト系ステンレスは５５０〜８００度Ｃ（特に６５０〜７００度Ｃ付近）の温度で結晶粒界にクロム炭化物が析出し、結晶粒界から腐食したり脆化したりすることがあります。
• 粒界腐食に対しては、約１０５０度Ｃの高温から急冷して炭化物をオーステナイト組織中に完全に固溶させるか、Ｃ含有量を極度に制限した低炭素鋼や、炭化物の安定化のためにＴｉあるいはＮｂを添加した安定化鋼種が使用されます。

応力腐食

• 応力腐食割れは、ステンレス構造物中に応力が残留している場合や、動的な応力がかかるとき、例えば塩素イオンの存在する環境で発生し、微細な割れが多数発生するものです。
• 対策としては、製造最終工程で応力除去熱処理（８００℃より急冷）を施したり、Ｎｉ含有率の高いオーステナイト系ステンレスを使用します。

間隙腐食

• 材料と材料の接触面に異物やスケールが残存した場合、その部分で酸素の供給不足がおこり、局部電池の作用で局部的に不働態皮膜が破壊されて腐食する現象です。孔食とよく似ています。
• この場合孔食と同様、表面を清浄にすることが必要です。

Ｃ．腐食疲労

• 繰り返し応力を受けて使用すると、応力の大小と腐食環境によっては短期間で割れを生じることがあります。この現象を腐食疲労といいます。
• 使用する際の応力を材料の疲労限界内にとどめることはもちろんですが、破壊の起点となるノッチ（切り欠き）を作らないように注意する必要があります。

Ｄ．高温酸化

• 金属を大気中で赤熱すると、表面に酸化物（スケール）が生じてやがて剥離します。これも腐食の一種であり、乾食といわれています。
• この場合、ステンレスに含有されるＣｒが耐酸化性に優れた効果があり、一般には高クロム鋼、フェライト系ステンレスが使用されています。
• オーステナイト系ステンレスにも耐熱鋼として広く使用されるものもあります。

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ヒーターの腐食は保証外

ヒーターを腐蝕性液体などの加熱にご使用になる場合、ヒーターパイプ（ヒーターシースおよび接液部）の材質、ワット密度の選択には注意が必要です。ご使用になる前にその環境条件において耐蝕性のある金属か、再度ご確認下さい。

基本的に材質の選択は、お客様の判断においてなされるものとします。ただし、その選択に当たっては、日本ヒーターの経験・実績に基づいてご相談に応じます。

例えば液体加熱用シーズヒーターの場合ご注文時に特にご指示がないとステンレス(SUS316L)を使用しますが、その材質を保証するものではありません。

その他の材質のヒーターにおいても、腐蝕性被加熱物の加熱におけるヒーター腐蝕による不具合は、全ての製品で「保証外」となりますので、ご了承ください。

Ａ１２：使用環境・条件により選定する材質は異なります。

注意点と大まかな一覧表「ヒーターエレメント（パイプ）の材質と用途」を下記に示します。

ヒーターエレメント（パイプ）の材質と用途

材 質		名　称	備 考	気体加熱用	液体加熱用	金属加熱用
SUS	304	Stainless Steel	18Cr,8Ni	○一般	○水、油	○一般
	316L		16Cr,12Ni, 2Mo,極低C	○腐食性気体	○有機溶剤	−
インコロイ ８００		Incoloy	19〜23Cr, 30〜35Ni 1.5Mn,1Si	○耐高温	−	−
ハステロイ Ｃ２２		Hastelloy	67Ni,20Cr, 13Mo	−	△耐酸	−
チタン		Titanium	Ti	−	○耐海水、王水	−
鉄		Iron	Fe	×中温気体	×油	△鋳鉄
銅		Copper	Cu	−	△水	−

記号○△×の意味

○：

短納期で利用頻度が高い

△：

やや納期が長く利用頻度は低い

×：

長納期で利用頻度が低い

注意点

1. ヒーターエレメント（パイプ）の材質は、用途に適した材質を選定してください。

   （当社標準は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌです。）

2. 液体加熱の場合、液体の性質（腐食性）や温度を考慮してください。
3. 気体加熱の場合、気体の性質（ミスト含有、爆発性）や温度を考慮してください。
4. 金属加熱の場合、金属の温度及び温度分布を考慮してください。

ヒーターの腐食は保証外

ヒーターを腐蝕性液体などの加熱にご使用になる場合、ヒーターパイプ（ヒーターシースおよび接液部）の材質、ワット密度の選択には注意が必要です。ご使用になる前にその環境条件において耐蝕性のある金属か、再度ご確認下さい。

基本的に材質の選択は、お客様の判断においてなされるものとします。ただし、その選択に当たっては、日本ヒーターの経験・実績に基づいてご相談に応じます。

例えば液体加熱用シーズヒーターの場合ご注文時に特にご指示がないとステンレス(SUS316L)を使用しますが、その材質を保証するものではありません。

その他の材質のヒーターにおいても、腐蝕性被加熱物の加熱におけるヒーター腐蝕による不具合は、全ての製品で「保証外」となりますので、ご了承ください。

Ａ１３：条件にもよりますが、シーズヒーターを安定して使える最高温度は、６００度Ｃ程度までと考えています。

ヒーターを600℃で使用すると、ヒーター内部はより高い温度に達していると推察できます。

発熱線の耐熱温度は種類によっては1000℃以上ですが、これより低い温度で絶縁材マグネシアの絶縁抵抗が低下します。（マグネシアの種類により特性は異なる）

絶縁抵抗の低下・発熱線の断線やその他の問題点を考慮し、安定的に継続してシーズヒーターを使用する場合の最高使用温度は

「600度Ｃ程度」

とお答えしています。

注　意

• 但し、実際の使用条件により最高加熱温度は異なります。加熱の条件・被加熱物の種類など、考慮すべき点がいくつかあり、一言で「何度まで」と表現するのは困難です。
• 電気ヒーターによる加熱方法や用途については、「電気ヒーターを使うヒント」をご参照下さい。
• 高温になればなるほど危険性は高くなり、コストもかかります。
• 耐熱構造・耐圧構造・耐食材料・放熱対策・温度過昇防止・より厳密な温度コントロール・その他総合的な安全対策など、設計要素は格段に増えます。
• 以下の条件では、シーズヒーターの提供はできません。他の加熱方法をご検討下さい。（下記＜補　足＞参照のこと。）
• 加熱温度が９００度Ｃ〜１０００度Ｃといった高温の場合、日本ヒーターでは対応できません。

補　足

最高使用温度:上限を決める要素の例

• JISで規格化されている発熱線の最高使用温度(JIS C 2520参照)は以下のようになっています。
• 「電熱用ニッケルクロム線」：約1100度Ｃ
• 「電熱用鉄クロム線」：約1250度Ｃ
• しかし、これがシーズヒーターの最高使用温度にはなりません。

ニッケルクロム線以外にも特殊な発熱体として

• 白金
• タングステン
• 炭化珪素

などを使用した電気ヒーターもあるようですが、日本ヒーターでは取り扱っておりません。

• 絶縁粉末（マグネシア　MgO）の絶縁抵抗特性を基準に考えると、シーズヒーターとしては800度Ｃ程度までが継続して使用できる上限と言われています。
• 但し他の制約も考慮し、使用状況によっては「製品保証外」とする場合があります。
• 一般的には「600度Ｃ程度」まで、とお考え下さい。
• 加熱温度が比較的低くても、熱を伝えにくい物質を高いワット密度のヒーターで加熱する場合は注意が必要です。
• ヒーター内部温度は表面温度より、かなり高温になることが考えられます。
• このため、ヒーター内部の過熱で絶縁が劣化したり、発熱線が断線したりする可能性が高くなります。
• さらに被加熱物に対する耐食性など他の要因を考慮する必要がある場合、最高使用温度はさらに低く設定しなければなりません。
• 被加熱物の種類、ヒーター電力、加熱方法、など詳細仕様はお客様のヒーティングシステムによりそれぞれ異なります。
• ご不明な点・詳細については日本ヒーターにお問い合わせ下さい。

Ａ１４：防爆構造機械器具（＝防爆機器）を指す言葉です。

ヒーターは、爆発雰囲気中で点火源となりますので、「危険場所」でヒーターをお使いになる場合は「防爆認定品」を使用しなければなりません。

労働者の安全を確保するため、労働安全衛生法が適用される工場などの「危険場所」では、電気機械器具防爆構造規格に適合することを検定された、防爆構造機械器具（防爆機器）でなければ使用できません。

防爆機器の「検定」は、可燃性ガス又は引火性液体により引火爆発の危険がある場所に設置する電気設備の安全性の向上を図るために制定された構造規格「工場電気設備防爆指針（ガス蒸気防爆1979）」に基づいています。

「危険場所」で実際にヒーターをお使いになるお客様が、ヒーターを組み込んだ機器・装置として防爆構造機械器具（防爆機器）の検定を受け認可を受ける必要があります。

注　意

1. 日本ヒーターの電気ヒーターは「防爆認定品」ではありませんので、危険場所での使用はできません。
2. 電気ヒーターを使う上で、点火源となるのはヒーター発熱部とヒーターの充電部（電源電圧印加部分）です。
3. 加熱容器や加熱槽、および配管は相応の強度・防爆構造で設計されるものと考えると、ヒーターとしては充電部の構造をどうするかが問題になります。（ターミナルカバー形状例をご参照下さい。）
4. しかし、ヒーター単品では防爆検定を受けられません。基本的にはヒーターをお使いになるお客様が、ヒーターを組み込んだ装置全体で防爆検定を受検することになります。
5. お客様が、防爆機器として検定を受ける必要がある場合は、事前に日本ヒーターにお問い合わせ下さい。

補　足

1. 上記日本独自の「構造規格」の他に、ＩＥＣ規格に適合した「技術的基準（平成８年改正）」があります。

   どちらも同等の防爆性能を規定した規格とのことですが、どちらに則って防爆機器を製造するかなど詳細については、財団法人産業安全技術協会にお問い合わせ下さい。

2. 「危険場所」については、労働安全衛生法に規定はありませんが、推奨基準として以下のものがあります。

• 「工場電気設備防爆指針（ガス蒸気防爆）1979」
• 「ユーザーのための工場防爆電気設備ガイド（ガス蒸気）1994」

これらの文献は社団法人　産業安全技術協会で頒布されています。

/ご意見・お問い合わせ

日本ヒーター株式会社 〒143-0003　東京都大田区京浜島2-13-15 Telephone：03-3790-3111 Facsimile：03-3790-1711 These are our most popular posts: 侵食段丘 - Wikipedia 砂礫侵食面段丘（埋積物侵食段丘）と岩石浸食面段丘に区分される」ものであり、「侵食 （面）段丘といっても段丘面には侵食と ... 以上の2点により段丘堆積物の厚さを推定し、 これと河川の規模とを総合的に判断することで堆積段丘か侵食段丘か区別する。 read more THE地球防衛軍2@Wiki - FAQ それが出来ない人間が質問することも、それに対して返答することもNGです。 FAQ総合 質問この ... このゲーム全部で何面？ クリアボーナスは？ ... どうやればいいですか！？ 赤波楽にクリア ... 浸食でアーマーの自動回収ってどうやるの？ 画面中に表示される ... read more 侵食基準面 - Wikipedia 侵食基準面（しんしょくきじゅんめん）とは、河川の侵食作用が及ぶ限界の高さである。 河川による侵食作用が続けば、地面が削られてその場所の高さは徐々に低くなっていく が、その地域で水が流れる事の出来る最低の高さよりも低くなることはあり得ない。この 流水 ... テキストはクリエイティブ・コモンズ 表示-継承ライセンスの下で利用可能です。 read more レザー財布のレザー切断面て何か侵食しないような接着剤?のようなもの ... レザー財布のレザー切断面て何か侵食しないような接着剤?のようなものが塗って ありますが、あれってなんなんでしょうか??? 市販の物で代用できますかね??? よろしく ... このページの先頭です このページの本文へ. Yahoo!知恵袋 ログイン ... read more 登録: コメントの投稿 (Atom) ブログ アーカイブ ▼  2012 (37) ▼  6月 (3) バターンフィリピンの伝説と歴史 アクアクララの電気代は月にどのくらいかかるのかしら？｜ペットボトルはエコじゃない！水の宅配ならウォー... 日本ヒーター株式会社　ＦＡＱ　良くある質問集 ►  5月 (13) ►  4月 (19) ►  3月 (2) 自己紹介 Sam 詳細プロフィールを表示 「シンプル」テーマ. Powered by Blogger.