システム概要
このモジュールは、電磁誘導を利用して高温高圧の飽和蒸気を発生させます。熱交換器を介して、独立した密閉チャンバー内の空気を加熱します。これにより、分離された閉ループのクリーンな加熱システムが形成されます。
1. 蒸気発生器 (熱源)
SU430 チャンバー
4kW 誘導加熱
2. 熱交換配管
3m U字型スパイラル管
蒸気潜熱 ➔ 空気顕熱
3. 加熱処理チャンバー (負荷)
100L 密閉空気
20°C ➔ 170°C
コンポーネントをクリックして仕様を確認
- ここに詳細な仕様が表示されます...
動作原理
システムの動作は、起動時排気、加熱サイクル、熱平衡の3つの重要な段階に分かれています。下のボタンをクリックして、各段階の動作を確認してください。
重要なステップ：蒸気は配管内の冷たい空気を押し出して排出する必要があります。そうしないと、「エアロック」が発生し、加熱不良の原因となります。
熱力学シミュレーション (Sandbox)
この計算ツールは、システムを目標状態まで加熱するために必要な「理論最小エネルギー」と「理論最短時間」をシミュレートします。 注意： 実際の時間は、熱交換効率やチャンバー自体の巨大な熱容量などの要因により、この数値よりもはるかに長くなります。
入力パラメータ
計算結果 (理論値)
空気を加熱するためのエネルギー
12.9 kJ
水の加熱・気化エネルギー
1338.0 kJ
総理論エネルギー要件
1350.9 kJ
理論最短加熱時間
5.6 分
制御戦略：圧力制御 vs 温度制御
起動時、高温の蒸気が冷たいU字管に入ると瞬時に凝縮し、急激な圧力低下を引き起こします。このグラフは、閉ループシステムにおいて圧力制御が温度制御よりも優れている理由を示しています。
✗ 温度制御（非推奨）
欠点：深刻な熱応答遅れ。 蒸気が大量に消費されて圧力が低下した際、システム内の水温の変化は非常に緩やかです。ヒーターはタイムリーに熱を補充できず、深刻なシステムの不安定性や温度のハンチングを招きます。
✓ 圧力制御（推奨）
利点：瞬時のレスポンス。 蒸気の凝縮により体積が瞬時に収縮し、圧力も同期して低下します。コントローラーはこれを即座に検知し、全出力で圧力を補償することで、システムの真のエネルギーバランスを正確に反映します。
主な仕様と安全上の注意事項
技術仕様
蒸気発生器 (熱源側)
- 形式： 縦型円筒密閉チャンバー
- 材質： SU430 ステンレス鋼 (磁性あり)
- 容積： 約 5 リットル (L)
- 初期冷水量： 500 cc (0.5 kg)
- 加熱方式： 外部 4 kW 誘導加熱器
- 目標圧力： 8 kg/cm² (絶対圧力, abs)
- 飽和温度： 約 170°C
加熱処理チャンバー (負荷側)
- 形式： 独立密閉チャンバー
- 容積： 100 リットル (L)
- 被加熱媒体： 純空気
- 初期温度： 20°C
- 目標温度： 170°C
熱交換配管ループ
- 仕様： 1/2インチ ステンレス製フラットスパイラル管
- 配置： 平面5層U字型連続配列
- 総延長： 3000mm (3 メートル)
重要な注意事項
1. 圧力の定義
本マニュアルにおける 8 kg/cm² は「絶対圧力 (abs)」を指します。ゲージ圧計を使用する場合、目標値は約 7 kg/cm²G に設定してください。
2. 空気の排出（極めて重要）
起動時にU字管内の冷たい空気を排出できない場合、「エアロック（空気溜まり）」が発生し、蒸気が進入できず加熱に失敗します。排気機構が有効に機能していることを必ず確認してください。
3. 実際の加熱時間
理論計算値 (6.3分) は絶対的な最小値です。空気の熱伝導率の低さ、熱交換効率の限界、および100Lの金属チャンバー自体の巨大な熱容量により、実際の時間は数十分から数時間に及ぶ場合があります。
4. 安全弁（必須）
蒸気発生器は圧力容器です。安全リリーフバルブを必ず設置してください。設定圧力は作動圧力よりわずかに高くし、排出能力は4kWユニットの最大蒸気発生率を上回る必要があります。